针对三种不同空间分辨率的双压电片变形镜(Bimorph DM)，采用仿真实验分析其对3~35 项Zernike 静态像差和实际人眼(包括疾病人眼)像差的拟合能力。实验表明，Bimorph 变形镜特别适用于校正低阶像差，拟合误差小于0.15，随着空间分辨率的增加，Bimorph 变形镜对Zernike 像差和人眼像差的拟合能力总体表现为增强的趋势，其中，35 单元的Bimorph 变形镜的像差拟合能力最优，对前20 项Zernike 像差的拟合误差稍优于传统分立式压电变形镜。通过对Bimorph 变形镜像差拟合能力的实验分析，为人眼视网膜高分辨率系统的Bimorph 变形镜选型提供了分析方法，也为进一步提升Bimorph 变形镜的像差校正能力奠定了研究基础。

针对频域光学相干层析(SD-OCT)系统特有硬件(线阵CCD及分光光栅)参数对成像质量造成的影响, 展开了对基于光纤的频域OCT系统中硬件参量的模拟和优化工作, 分析了分光计中CCD线列阵像素数及数字化深度、CCD安装偏差等因素对OCT成像质量的影响, 并对光谱像素图定位进行了修正。研究表明：纵向分辨率不受CCD线列阵像素数的影响, CCD线列阵像素数的增多将线性地增大最大测量深度; CCD数字化深度小于6bit将直接导致系统纵向分辨率的锐减; 线阵CCD偏离聚焦透镜焦面将导致点扩展函数的强度减弱、系统分辨率降低; 在较小角度内转动CCD, 将使纵向分辨率得到提高; 采用氖灯光谱进行像素图定位校正之后, 可以相应地提高系统分辨率。部分模拟结论得到实验验证。采用此模拟优化结果, 可根据OCT成像的具体要求对系统硬件参量进行优化选择。

介绍了基于光纤迈克尔孙干涉仪的三维谱域光学相干层析(OCT)系统。系统探测器部分为自行研制的高速高分辨率光谱仪,其光谱分辨率高达0.05 nm,使OCT成像探测深度范围达3.4 mm。系统信噪比(SNR)测量值为51 dB,纵向分辨率8.5 μm。系统成像速率达10×103 line /s,通过二维扫描和三维重建,可达到2 s采集一幅三维OCT图像的速度。借助三维相干层析成像技术,可以对眼底视网膜等生物组织进行更加直观和精确的显示。

以近红外激光(808 nm)作为人眼波前像差探测的信号光和视网膜成像的照明光, 液晶空间光调制器(LCOS)作为波前校正器, 用哈特曼波前探测器探测人眼像差, 构建了人眼像差自适应校正的视网膜成像系统。利用模拟眼分析了激光散斑对相机成像的影响和对哈特曼波前探测器进行像差探测的影响, 同时验证了利用旋转散射体的方法消除激光散斑的可行性和有效性; 用活体人眼进行了激光消散斑前后照明视网膜进行成像的对比实验, 并进一步利用自适应光学技术实现了对人眼像差的动态校正和视网膜细胞的连续成像。校正后, 系统波前像差的均方根值小于0 1 λ。实验表明激光消散斑后可以同时作为人眼像差探测的信号光和视网膜成像的照明光, 从而可以进行连续自适应校正和成像。