太赫兹波具有高穿透性、低能性及指纹谱性等特征，被广泛应用于探测领域，因此，设计太赫兹波成像光学系统具有重要的意义和广泛的应用前景。首先，以四块透镜构成的天塞物镜为参考结构，应用近轴光学系统像差理论构建系统像差平衡方程，给出了系统初始结构参数求解函数和方法，再结合光学设计软件进一步校正系统像差，最终设计了一种用于太赫兹波探测的大孔径光学成像系统。该光学系统由4块同轴折射透镜构成，焦距为70 mm，F数为1.4，全视场角为8°，在奈奎斯特频率10 lp/mm处全视场角范围内的调制传递函数（MTF）值均大于0.32，各视场内的弥散斑均方根（RMS）半径均小于艾里斑半径。最后对系统各种公差进行分析和讨论。设计结果表明，本文设计的太赫兹波探测光学成像系统具有孔径大、结构简单且紧凑、成像质量较好且加工性易于实现等特点，满足设计要求，它在太赫兹波段高分辨率探测领域具有重要应用价值。

为解决激光应用中的光束指向抖动问题，提出一种基于高斯过程回归（Gaussian process regression）的激光光束指向稳定性优化方案。介绍了激光光束指向稳定系统装置构成及原理，论述了高斯过程回归方法的原理及其作为激光光束快速稳定控制算法的优势。经过该方法优化后，指向抖动达到水平方向2.3 μrad, 竖直方向3.3 μrad，将激光系统指向稳定性提高了1个数量级以上。指向性抖动为已有线性反馈系统的20 %，尤其对于高频噪声优化有显著效果。该研究对于激光光束指向性敏感的精密实验和精密加工具有重要意义。

为实现物体表面轮廓高精度三维测量，提出一种视场、物距、测量范围均较大的远心光路测量系统。介绍了系统组成及光三角测量原理，论述了投影与成像双光路均与被测表面法线呈45 °夹角的光路搭建方式可降低较大深度测量范围对成像物镜景深的要求；建立系统深度标定理论模型，获得CCD单位像素深度理论值为0.554 4 μm；计算出放大倍率、数值孔径等光路参数并完成光路搭建；通过实验对所搭建测量系统的分辨力、测量范围、光条最小宽度及其边缘质量进行分析。实验结果表明，投影条纹最长2 mm，最小线宽可达8.96 μm，条纹边缘清晰平滑。系统成像畸变小，可实现1.62 μm的光学分辨率及0.54 μm的深度像素分辨率，工作距离65 mm，深度测量范围不低于140 μm，具有良好的测量性能。

电子系统设计与实践是一门基础性综合设计实验，是电专业学生重要的实践环节。针对电子系统设计与实践课程线下教学存在的实验项目分立、学时紧张、不同能力学生对课时需求不同的问题，提出了建立实验示范性操作及易错知识库，升级考核方式，线上教学与线下实践相结合的混合式教学体系。实践表明，相关措施在电子系统设计与实践课程教学中取得较好的效果，满足了不同能力学生的需求，对于提升学生创新实践能力有显著的效果，对于基础知识与专业知识的衔接发挥了重要作用。

消偏振分光片是空间光学中的重要分光元件，为了实现780 nm波段激光在大分光比条件下的稳定分光输出，设计并制备了一种高分光比消偏振分光片。使用TFCalc软件仿真设计了双面消偏振分光膜系，通过离子束辅助电子束热蒸镀技术制备了消偏振分光片样品。然后，使用透射电子显微镜、分光光度计对所制备样品进行了测量表征，得到了分光片的实际薄膜结构及透射光谱，光谱结果显示该分光片的透射率接近98%，s偏振光与p偏振光的透射率偏差小于0.3%。最后，搭建测试光路对分光片进行变偏振方向、变波长及长时间稳定性等测试。实验结果表明：该分光片在目标波段内的透射率接近98%，偏振方向大范围变化时透射率偏差小于0.2%，波长在772~792 nm内变化时透射率波动小于0.12%；10 h长时结果显示，当平均时间为100 s时，分光比与透射率的Allan方差分别为1.41×10-3和4.12×10-5。所提出的消偏振分光片具有良好的消偏振性能，可直接应用于光学测试计量和量子传感探测等精密测量领域。