针对现有多波段成像系统体积大、功耗高和集成化设计困难的问题，本文提出了一种基于单传感器的三波段共口径成像光学系统的设计方法。首先，在光学系统的光阑处设计1×2多波段透镜阵列，把可见光波段和短波红外波段同时成像在一个像平面上，并把两个波段中心波长的成像位置偏差控制在一个像元内以实现双波段融合成像。然后，针对双波段成像衍射极限不同的问题，提出分通道透镜阵列的离轴偏移量和通光口径大小联合优化方法，并采用双电动光阑高速控制三个成像通道的切换速度。最后，设计了一个基于单传感器的焦距为30 mm，工作波段分别为480~900 nm、900~1700 nm和480~1700 nm的三波段共口径光学系统。设计及分析结果表明该系统具有成像质量好、结构紧凑、无运动光学元件、成像波段切换速度快等优点。

目前基于数字微镜器件的无掩膜光刻系统离不开高精度的检焦系统，单独设计的检焦系统不仅会增加全系统结构的复杂度，还会增加装调的难度。因此提出一种基于深度学习的检焦方法，通过调节光路使曝光焦面和相机成像焦面重合，仅根据当前所成的图像即可实现焦平面的快速自动检测。该算法由粗检焦和精检焦两步组成，粗检焦利用深度学习模型对相机记录的图像进行分类，仅需90 ms就可判断当前基片的离焦区间；精检焦利用清晰度评价函数计算图像清晰度值，结合搜索算法即可在粗检焦的基础上准确找到焦平面。用5倍聚焦物镜进行实验，在（-40 μm，40 μm）的离焦区间内，检焦精度可达2 μm，总用时不超过300 ms。仿真分析和实验验证结果表明，该方法具有结构复杂度低、检焦速度快、检焦精度高等优点，能够很好地应用于数字光刻领域。