减光式烟雾报警系统中的准直系统收集大角度红外光线获得平行光, 保证光线长距离传输不发散, 逐点计算并优化减光式烟雾报警准直系统。针对理想点光源, 依据等光程原理及折射定律, 求解烟雾报警准直系统初始结构的离散数据点, 将离散数据点拟合成自由曲线。利用光学仿真软件建模并优化准直系统的初始结构, 得到较好的LED自由曲面准直系统。自由曲面准直系统的厚度为20 mm, 口径为28 mm, 准直角度为±1.5°, 光能效率高达89.82%。

合肥工业大学开发的固态体积式真三维立体显示器包括单片 DMD、UHP投影光源、RGBRGB六段 4倍速色轮、方棒、 20层液晶光阀组成的显示体、投影镜头、折叠光路、控制电路等，存在刷新率低、色域小的问题。本文设计了基于 LED的投影照明系统，包括 RGB三原色 LED发光模块、混合聚光镜、 X棱镜等，替换样机中的 UHP光源和色轮。红、绿、蓝 LED顺序发光，光线经准直后进入 X棱镜，在方棒的出射端顺序形成红、绿、蓝均匀矩形光斑。 LED照明系统无需色轮分色，显示刷新率可达到 60 Hz。仿真和试验结果证明本文设计的 LED照明系统完全满足真三维立体显示的要求。

在对变焦距光学镜头进行杂散光系数测试的过程中，需要了解各测试环节的作用及对测量结果的影响。讨论了准直物镜使用与否对杂散光系数测量结果的影响。通过对杂散光形成机理的分析，将杂散光来源分为视场内与视场外两种，阐述不同来源杂散光的不同特点及这两种杂散光通过准直物镜后的状态。用两个参数不同的变焦距光学镜头在有无准直物镜两种情况下杂散光系数的测量结果，说明准直物镜在杂光测试中的作用。对于视场外入射光束形成的杂散光，准直物镜的使用与否对其测量结果影响巨大，而对视场内入射光束形成的杂散光影响很小，测量时可以利用准直物镜来判断光学镜头杂散光的来源。同时通过实验说明入射光线在准直物镜间的多次反射形成的杂散光约为1%，它可作为系统误差从测量结果中剔除。

二极管激光线阵封装中产生的“smile”现象对激光器的激射特性、寿命、光束质量等都会产生较大的影响。采用高分辨率CCD、快轴准直透镜及柱面透镜组成的单轴放大系统对激光线阵发光单元成像及基于光斑强度求质心的算法实现了二极管激光线阵“smile”的测量。实验结果表明:在阈值电流附近,采用In焊料焊接的器件“smile”小于2 μm,讨论了快轴准直透镜、CCD等对实验结果的影响。

介绍了一种新的非球面透镜设计方法。通过非球面方程中二次曲面常数和非球面系数对光学系统像差的贡献来设计非球面透镜，并详细分析了非球面设计过程。设计了数值孔径NA=0．37，纤芯Φ=600μm的大光束光纤耦合半导体激光器的非球面准直透镜，其焦距f=50 mm。从像质评定可以看出，非球面准直镜几乎接近衍射极限，整个系统的波像差小于0．3 λ。实验表明：采用非球面准直系统能最大限度地利用光能率和提高光束准直性，证明了设计方法基本正确。

将红外无线通信应用于标准的室内10Base-T以太网(Ethernet)中,在点对点红外无线通信的基础上实现了与以太网兼容的红外无线通信系统;通过红外无线适配卡将以太网的曼彻斯特编码转换成适于红外无线传输的4脉冲位置调制编码,同时将以太网帧格式在其物理层上进行处理,把以太网的传输媒质从有线的铜缆双绞线转换为红外光线;并根据红外器件的发光特性,应用光学准直透镜有效地拓展了传输距离.

论述了一种新型的机器人视觉系统所用激光准直光束的获取方法,分析了半导体激光束的像散椭圆高斯光束特性,设计了光束准直系统的光学结构,利用光斑法对准直度进行了检验,实验证明利用这种方法获取的准直光束符合该视觉系统的要求.