根据显微镜照明系统的特点，设计了一款适用于裂隙灯显微镜的科勒照明系统，以实现对眼球的照明与检测。将照明系统分为集光镜与聚光镜两部分，集光镜选用三片式结构，聚光镜选用双胶合结构；根据显微镜照明系统要求，利用最小球差公式求解得到集光镜的初始结构，并用光学设计软件Zemax进行优化设计；将聚光镜添加到光路中，进行整体优化，利用TracePro软件对接收面的光照均匀度进行模拟仿真。整个科勒照明光路总长280 mm，可变光阑面距离集光镜20 mm，距离聚光镜142 mm，工作距离95 mm，接收面光照度在水平方向上均匀度达到93.9%，在垂轴方向上达到92.5%，光斑边缘光滑，清晰分明。该照明系统整体结构简单，其性能很好地满足了整机要求。

针对现有的LED照明系统体积大、结构复杂、工作距离短的缺点, 提出一种轻量化、均匀性好、能够实现远距离照明的单颗LED投影系统的设计方法。从照明设计理论出发, 结合非成像设计和成像设计方法, 设计了由单颗大功率LED、聚光镜、孔径光阑和投影物镜组成的投影照明系统。聚光镜对LED出射的光线进行匀化并会聚于照明面位置, 投影物镜将照明面处的光斑投影到指定距离的接收面上。系统采用全透射式结构, 便于加工和装调; 单颗大功率LED作为光源能够有效减小系统体积和质量。实验结果表明: 系统能在3 m~3 km范围内形成均匀度大于90%的照明, 成像质量良好, 投影面畸变小于5%, 能满足远距离均匀照明投影的要求。

研制了一套基于林尼克干涉仪结构的全场光学相干层析成像（FF-OCT）系统，以获得高质量的全场光学相干层析图像。不同于大多数FF-OCT系统所采用的光纤束照明方式，本系统采用卤素灯作为光源，搭建改进型科勒照明系统进行照明。选用Intel Pentium 4处理器芯片作为样品，对其内部结构进行了成像实验，通过四步移相算法根据四幅连续的相移干涉图像获得了样品的层析图像，实验结果证实了成像系统的可行性。使用改进型科勒照明系统的FF-OCT成像系统，与现有的FF-OCT系统相比，结构简单便于制作，且成本低廉，为实现高分辨率光学相干层析成像提供了简单易行的方法。