提出了中介层散射共焦显微仪器技术及理论，建立了基于辅助介质层荧光散射信号成像的光学测量新机制，克服了复杂曲面几何参数测量中的反射逃逸、反射振荡和介观透波三种测量效应。原始论文作为封面文章发表在英国皇家显微学会会刊J Microscopy。研究成果在航天、国防领域得到系列应用，填补非接触测量轮廓仪行业空白，解决了重大型号关键部件轮廓参数测量难题。
此外，刘俭教授团队在国际上率先确立了光学探针三维测量高度表征定值与仪器校准的理论方法（简称，LEL准则），明确给出了光学显微测量三维高度校准定值的科学评定方法，结束了依赖经验性评定准则的历史，从理论上揭示了台阶高度深宽比与校准结果之间的关系，填补了相关ISO国际计量标准的理论空白。理论成果不仅用于制定中国首个共焦显微镜的国家标准，同时被国际同行认同，收录到ISO国际标准。这是几何产品技术规范领域首个被国际标准采纳的由中国命名的计量准则。
