针对铝镓氮光阴极像增强器极限分辨力远小于同结构类型砷化镓光阴极像增强器极限分辨力的问题，基于紫外光激发荧光粉发光的特性，搭建了铝镓氮光阴极的紫外光传输特性评测装置，对铝镓氮光阴极紫外光传输特性进行了测量，并依据非衍射光学系统传函方程推算了铝镓氮光阴极的紫外光学传递函数；依据近贴聚焦系统调制传递函数方程，并基于制备的铝镓氮光阴极像增强器的分辨力测试数据，推导了铝镓氮光阴极像增强器的前近贴聚焦系统调制传递函数方程；通过对比研究铝镓氮光阴极的紫外光调制传递函数方程和铝镓氮光阴极像增强管的前近贴聚焦系统调制传递函数方程对系统传函影响的比例权重，提出紫外光在铝镓氮光阴极内部传输时紫外光散射，以及紫外光激发载流子在铝镓氮激活层中的散射和发射电子散射均是造成铝镓氮光阴极像增强管极限分辨力低的因素，且紫外光激发载流子在铝镓氮激活层中的散射和发射电子散射是最主要的影响因素。

根据微型纤维软镜小尺寸、大视场的要求,分析其设计准则,采用“负-正”型反远距物镜作为初始结构,确定其为像方远心光学系统。通过理论计算和Zemax光学仿真软件的不断优化,最终设计出了一个工作波段在0.48 μm ~0.65 μm,焦距为0.37 mm,全视场90°,相对孔径为1∶4的微型光纤传像束内窥镜物镜。该物镜由4片透镜组成,包括1片负透镜、1片正透镜和1片双胶合透镜。设计结果表明：镜头总长3.89 mm,最大横截面直径0.95 mm,满足像方远心光学系统的初始设计要求,在奈奎斯特空间频率77 lp/mm处的调制传递函数(MTF)近似为0.7,接近衍射极限,并且具有小尺寸、大视场、像质优良、结构合理、像面光照强度均匀等特点,符合微型纤维式内窥镜的使用条件。

为了定量研究线阵电荷耦合器件(CCD)错位成像技术的不同错位模式的调制传递函数(MTF)，提出了基于MTF的评估方法，避免了以往方法表征图像质量不全面等缺点。推导了线阵CCD错位成像模式的MTF。分析表明，相比于线阵CCD的传统成像模式，利用多个线阵CCD实现错位1/2、1/3、1/4个CCD像元的错位成像模式的极限分辨率分别提高了86.2%、88.78%、89.54%，归一化空间频率0.5处MTF值分别提高了0.1679（41.43%）、0.2026(49.99%)、0.2151(53.07%)，空间频率范围(0，0.5)内调制传递函数面积(MTFA)分别提高了10.09%、12.08%、12.77%。在Matlab平台上进行了仿真实验，并用灰度平均梯度和拉普拉斯能量从客观上评估了几种错位成像模式的图像质量，实验结果验证了MTF定量分析的有效性。提出的方法为后期星载遥感相机错位成像系统的设计提供了参考。

为分析不同大气湍流条件下望远镜的分辨力，计算了非科尔莫戈罗夫(Kolmogorov)湍流条件下望远镜的分辨力。通过非科尔莫戈罗夫湍流条件下大气的相位结构函数推出望远镜长曝光和短曝光传递函数，进而推导了望远镜的分辨力函数，并得到望远镜口径无穷大时的长曝光极限分辨力与湍流功率谱指数β之间的关系，最后由望远镜的极限分辨力函数推导了望远镜的归一化分辨力函数。结果表明，β越小望远镜的极限分辨力越高，β越大望远镜的极限分辨力越低；不同的β，望远镜的短曝光和长曝光的最佳分辨力所对应的D/r0也不同。