由于空间光环境的复杂性，抑制杂散光对保证空间相机成像性能尤其重要，该文针对宽光谱波段成像的空间探测相机光学系统进行杂散光分析和抑制优化设计。通过SOLIDWORKS和TracePro的无损式数据交互建立光机模型，并从光机材料的表面特性、机械结构、镜片透过率等多角度优化杂散光模型，再利用朗伯体光源分别对正反向进行光线追迹，然后结合光机模型的半剖图对系统关键表面进行重点取样分析。分析结果表明：优化后的光机系统在离轴角10.3°~15.4°内，点源透过率值与优化前的系统相比下降了66%~99.4%，在离轴角大于14.2°时点源透过率值接近10^?4量级，在离轴角18.4°处杂散光的点源透过率约为10^?4量级。最后通过鬼像实验，进一步证明了优化后的光机系统设计方法具有良好的杂散光抑制效果。

为了满足信息化时代对高清鱼眼镜头的应用需求，利用CODE V和Zemax光学软件设计了一款匹配16 mm（1英寸）CCD的大孔径玻塑混合鱼眼镜头。该系统可在光谱为486 nm～656 nm以及850 nm范围内清晰成像，视场角为210°，F数2.0，焦距为4.1 mm，F-Theta畸变小于7%，边缘照度大于68%。常温下，该系统在奈奎斯特频率91 lp/mm处0.707视场MTF大于0.5，全视场MTF大于0.35。?40 ℃～+75 ℃状态下0.707视场MTF大于0.3，全视场MTF大于0.2，满足高低温环境下的使用要求。系统采用7片式玻塑混合的结构形式，具备大视场角、大靶面、大光圈等特征，可广泛应用于高清摄像、安防监控、工业生产等领域。

变焦光学系统不仅适用于照相、监控以及显微等日常生活中，还被广泛应用于航空航天及**建设等领域。随着应用范围的扩大，对其性能指标的要求也越来越多，该文设计了一款15 mm ~300 mm的宽光谱四组元连续变焦光学系统。该系统采用正组补偿结构实现了20^×的光学变焦，工作在450 nm~900 nm光谱范围，工作温度范围为?40 ℃~60 ℃；采用了18片球面玻璃镜片，总长160 mm，最大口径66 mm，长焦F数优于5，系统结构紧凑，满足小型化要求。系统在可见光波段，中心视场的调制传递函数（modulation transfer function, MTF）>0.4@145 lp/mm，全视场MTF>0.2@145 lp/mm；在近红外波段，中心视场MTF>0.45@60 lp/mm，全视场MTF>0.2@60 lp/mm。从设计结果可以看出，该设计满足高性能指标要求，对于宽光谱、大变倍比、小型化的变焦光学系统设计具有一定的参考意义。

糖尿病是一种表现为高血糖的糖代谢异常疾病, 如果血液中的葡萄糖水平长时间保持非常低或非常高, 则可能导致包括组织损伤、 中风、 心脏病、 失明和肾衰竭等严重疾病。 根据世界卫生组织(WHO)的数据, 目前全球约有4.5亿糖尿病患者。 随着糖尿病患者的数量增加, 对于血糖检测仪器的需求也日益迫切, 由于目前普及的有创侵入式血糖检测仪器会给患者带来不便和疼痛, 甚至会引发感染, 长此以往会给病人带来不可避免的生理及心理压力, 因此实现无创血糖检测具有重要的临床应用价值。 光电容积脉搏波(PPG)包含丰富的人体心血管生理病理信息, 针对于时域难以观察的PPG信号中与血糖浓度变化相关的频谱信息, 提出基于谱分解的无创血糖检测新方法, 利用连续小波变换(CWT)对脉搏波信号进行分解, 从对应尺度和细节分量的频谱中获取与血糖浓度值变化相关的频谱分量幅值信息, 研究发现PPG信号频谱分量幅值的变化与血糖浓度变化值之间存在较高的相关性, 通过口服葡萄糖耐糖实验(OGTT)对检测的血糖浓度值与获取的相关PPG信号频谱分量幅值进行偏最小二乘回归建模, 并对建立的模型进行评估, 校正集的最大RMSEC为12.47 mg·dL^-1即0.69 mmol·L^-1, 预测集的最大RMSEP为6.21 mg·dL^-1即0.35 mmol·L^-1, 模型的血糖浓度预测值与参考值之间的一致率为96.00%。 OGTT实验结果表明, 采用谱分解法可以有效分离出血糖分子基团振动特征吸收光谱, 血糖频谱分量建模可以最大程度地减小生理变异性和各种环境条件的影响。 模型的预测结果符合国家检测标准(>95%)。 克拉克网格误差分析结果表明, 该方法检测的结果可以用于患者日常血糖监测。