提出了一种基于时间分辨及傅里叶变换测量激光线宽的方法,其分辨率仅受限于傅里叶极限。在实验上通过时间分辨方法测量了半导体激光器和光纤激光器的线宽,并与射频频谱分析的方法进行比较。对两种激光器在不同积分时间内进行线宽测量,结果证明这种傅里叶极限线宽测量的方法相比于射频频谱分析的方法具有更小的测量误差,通过时间分辨方法获取频谱信息具有实时采集的优势。

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。

为了进一步提高微机械陀螺的极限分辨率, 建立了基于SOI工艺的微机械陀螺的检测接口模型, 并设计了与之相匹配的前置接口放大器。首先, 根据陀螺表头的实际结构建立了微机械陀螺表头的RC集**数模型和微机械陀螺检测接口的噪声模型, 分析了检测接口主导噪声源及提高极限分辨率的措施。然后, 在跨阻式前置放大器的基础上设计了改进的与检测接口匹配的T型前置放大器。实验结果表明：相比于跨阻式前置放大器, 采用改进的T型前置放大器的等效噪声输入电流由1.18 pA/√Hz降低至0.27 pA/√Hz, 对应的电容极限分辨率可达到0.62 aF/√Hz。结果显示, 采用与检测接口匹配的T型前置放大器提高了微机械陀螺的极限分辨率。