回顾了湍流大气中光学成像分辨率研究的发展历程：Fried得到了Kolmogrov大气湍流中成像分辨率的理论公式，提出了一个光学工程中广泛应用的Fried参量r₀；研究发现当成像系统的口径大于r₀时，其成像分辨本领由r₀决定；多位学者探讨了大气湍流外尺度对成像分辨率的影响，发现当外尺度与成像系统口径相仿甚至更小时，大气湍流的影响会大大减弱。因此大气湍流外尺度的定量获取至关重要。但由于大气湍流外尺度的定义是定性的，它与大气参数以及各种光传播效应参量之间没有清晰的联系，各种方法得到的结果的一致性有待深入分析，需要一个定量的定义，并进行系统的测量研究。

讨论了椭圆弯晶谱仪的波长分辨能力。在假设谱线的固有宽度可以忽略的情况下，对两种实际影响椭圆弯晶谱仪波长分辨能力的主要因素，即光源空间尺寸和非理想椭圆分光晶面进行了分析。分别对上述两种情况进行了数学建模和数值模拟仿真。定量地分析了非理想椭圆晶面和光源空间尺寸对椭圆弯晶X射线谱仪波长分辨本领的影响程度，并给出了出射狭缝宽度与椭圆弯晶谱仪波长判读加宽的关系。从理论上论证了光源空间尺寸在限制谱仪的波长分辨能力方面仍然起关键主导作用；结合椭圆分光晶体的结构参数，合理地选择出射狭缝宽度，可使谱仪达到足够好的光谱分辨率和信噪比。用搭建的实验平台进行了实验测试，结果表明，当出射狭缝宽度(2δ)为10 mm时，实测的谱线半高全宽(Δλ)为3.1×10-3 nm；2δ为4 mm时，Δλ为2.3×10-4 nm，实测结果佐证了仿真结果的正确性。