拼接误差对拼接镜的成像性能有着重要的影响。基于标量衍射理论推导了单块子镜反射波的复振幅分布, 并使用坐标变换法处理不同子镜间的拼接误差, 建立了拼接误差对拼接镜成像性能影响的分析模型。数值仿真给出不同拼接误差下的点扩散函数以及对应的斯特列尔比曲线。结果表明, 子镜沿z轴的平移误差对应的斯特列尔比曲线存在周期性变化。子镜倾斜误差和沿x, y轴平移误差对应的斯特列尔比曲线有着相同的结构。得到的结论为拼接镜成像质量分析提供了依据。

搭建了共焦布里渊显微镜装置，采用532 nm的单模激光器激发样品布里渊散射光，显微物镜放大倍数为100倍，数值孔径为0.8，采用串联扫描式多通道法布里-珀罗（F-P）干涉仪收集布里渊光。从实验中测得了装置的共焦光强响应曲线，以及二氧化硅玻璃、硅胶和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）3种样品的布里渊光谱。采用全新的光子数组分权值数据处理方法仿真分析了此装置的轴向成像分辨力，以及测试样品为二氧化硅玻璃-硅胶-PMMA多层样品时，样品的频移、轴向声速和纵向弹性模量3种参量的轴向成像特性,并对此方法获得的3种参量的轴向成像特性曲线进行了误差分析。仿真结果显示，光子数组分权值数据处理方法可使装置的轴向成像分辨力提高至约2 μm。在信噪比高于1.46 dB时，通过误差关系曲线可获得精确的布里渊频移值、轴向声速和纵向弹性模量。

运用矩阵运算方法，得到一个与自聚焦透镜完全等价的单薄透镜光学系统。这个等价光学系统，仅由一个正薄透镜和两个完全相同的光学间隔组成。在近轴近似条件下，它可以替代自聚焦透镜，从而大大简化包含复杂自聚焦透镜的光电系统的光学分析。利用这个等效光学系统，对所有节距的自聚焦透镜的成像特性进行了研究，阐明了各个节距的自聚焦透镜的物像关系。并在此基础上讨论了该等效系统在光纤准直、复印机光学系统以及光纤耦合器里的应用。

采用离子交换工艺和精密加工技术制作了方形自聚焦透镜5×5阵列，并对其成像特性进行研究。结果表明：方形自聚焦透镜阵列相对于圆形孔径阵列而言，能有效增大填充系数，提高受光面积，其多重像和综合像的像质均匀，成像质量好。分析了导致多重像偏离和综合像变形的原因，并给出解决这一问题的关键技术。

导出了共焦显微镜中不同荧光波长情况下的荧光功率传输函数、三维脉冲响应函数(3D-PSF)和三维光学传递函数(3D-OTF). 结果表明,不同的荧光波长对共焦显微镜的空间截止频率、分辨率、光学传递函数存在明显的影响.当激发波长与荧光波长的比值下降到一定程度时,可以看到明显的失锥现象.

在研究人工晶体植入后产生后囊膜皱褶(posterior capsular fold)发病机理的基础上,根据成像光学的理论定量地研究了后囊膜皱褶影响眼成像特性的原因。