另外，1960年，龔祖同擔(dān)任研制2.16米天文望遠鏡的技術(shù)負責(zé)人。隨后為其中間試驗品60 cm望遠鏡的設(shè)計、加工、裝調(diào)奔波。由于“文化大革命”的影響，這項工作拖延了17年。由于龔祖同促進修改，最終于1976年成為一臺有用的望遠鏡。這項工作為制造中國的天文望遠鏡培養(yǎng)了一批專業(yè)人才。西光所原科研處長陳中仁研究員追憶講述，“遺憾的是，當2.16米天文望遠鏡于1989年矗立在河北省興隆縣山上開始探索宇宙的奧秘時，龔祖同已經(jīng)與世長辭?！?
熔煉出中國第一爐光學(xué)玻璃。龔祖同深知，不能生產(chǎn)光學(xué)玻璃，光學(xué)工業(yè)難為無米之炊。依靠進口玻璃，中國的光學(xué)工業(yè)不可能真正獨立。因此，從依靠進口光學(xué)玻璃制成軍用雙目望遠鏡起，自行生產(chǎn)光學(xué)玻璃就成了他魂牽夢繞的目標。
1939年冬，龔祖同用自己公費留學(xué)節(jié)省下來的400英鎊及同學(xué)的資助，于1940年初開始在上海小規(guī)模試制光學(xué)玻璃。由于重慶國民政府設(shè)法營救，龔祖同得以喬裝逃出上海，返回昆明。第一次試制光學(xué)玻璃失敗。
1942年，他到貴陽紅巖沖建造簡易廠房，開始試制光學(xué)玻璃。但在日本投降后，當局者認為光學(xué)玻璃可以從美國進口，自己不值得搞，因而撤銷了貴陽試制廠。龔祖同第二次試制光學(xué)玻璃宣告失敗。
1945年10月至1948年 ，龔祖同千方百計利用各種資源和機會，輾轉(zhuǎn)南北各地，分別在秦皇島耀華玻璃廠、上海耀華公司試制光學(xué)玻璃。而這第三次試制光學(xué)玻璃的愿望又成了泡影。幸運的是，他在上海耀華廠認識了在英國獲得博士學(xué)位回國的王大珩。
中華人民共和國成立后，王大珩任中國科學(xué)院長春儀器館館長。1950年，王大珩從東北人民政府申請了40萬元撥款，邀請龔祖同去長春攻關(guān)。
知難而進，屢敗屢戰(zhàn)，龔祖同日夜生活在爐邊，全身心投入在工作中。1952年除夕，第一次獲得了300升(一大坩堝)K8光學(xué)玻璃。接著又成功了兩坩堝。
歷盡艱辛，他終于實現(xiàn)了自己的宏愿，開創(chuàng)了中國自行生產(chǎn)光學(xué)玻璃的歷史。接著是鞏固、提高，開發(fā)新的品種。由硼冕玻璃到火石玻璃，再到鋇冕玻璃。在工藝上從經(jīng)典法發(fā)展到澆鑄法。與此同時，他們向全國各地提供了圖紙以解決國內(nèi)急需，他們有時甚至把自己的試制車間供工業(yè)部門生產(chǎn)之用。
中國的光學(xué)玻璃工業(yè)從此誕生。
從1951年春提出光學(xué)玻璃試制車間的規(guī)劃到1958年轉(zhuǎn)而研制紅外變像管，龔祖同為中國光學(xué)玻璃的試制與推廣生產(chǎn)整整工作了7個年頭。1957年他發(fā)表了《光學(xué)玻璃熔制的發(fā)展及有關(guān)原理》一文，對其7年來熔制光學(xué)玻璃的經(jīng)驗作了科學(xué)的總結(jié)。
1962年，龔祖同奉命來到西安，協(xié)助組建中國科學(xué)院光學(xué)精密機械研究所后，又創(chuàng)造了我國光學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域的數(shù)個重要的第一。
東北到西北：締造一個西光所
1962年3月，為發(fā)展中國的核武器，解決用于核爆試驗必需的高速攝影和耐輻照光學(xué)材料問題，在錢三強、王淦昌和張勁夫的提議下，國家二機部和中國科學(xué)院決定在西安成立一個以核爆試驗光測任務(wù)為方向的研究所。
國之所需，我之所向。龔祖同受命擔(dān)任所長，中國科學(xué)院新技術(shù)局副局長蘇景一任黨委書記。龔祖同帶領(lǐng)中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械研究所數(shù)名科技骨干來到地處黃土高原的西安，在原中國科學(xué)院陜西分院所屬西安原子能所、應(yīng)用光學(xué)所、機械所、半導(dǎo)體所、科儀廠的基礎(chǔ)上建立了中國科學(xué)院光學(xué)精密機械研究所西安分所，1965年正式命名為中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機械研究所。
據(jù)西光所一些已經(jīng)是耄耋之年的老同志回憶，在建所初期，我們國家正處于三年經(jīng)濟困難時期，工作條件異常艱苦，科研設(shè)施相當簡陋。在科研大樓未蓋好之前，各研究室都擠在邊家村老區(qū)的東一樓（宿舍樓）辦公，一間14平方米的房間放6-8張二斗桌，光學(xué)設(shè)計靠翻五位對數(shù)表，機械設(shè)計全用繪圖儀、鴨嘴筆，電路系統(tǒng)靠電烙鐵手工焊接。當時的一臺手搖臺式計算機就是所里最先進的設(shè)備。但是，大家工作起來是不分晝夜，辦公室燈火通明，常常直至深夜12點。
龔祖同重任在身，帶領(lǐng)這支年輕的研究所隊伍，一往無前，爭分奪秒，于1964年6月，研制出我國第一臺單片克爾盒高速攝影機和每秒20萬次高速攝影機，參加1964年10月16日我國首次原子彈試爆并圓滿完成光測任務(wù)。1966年11月，他們又研制出每秒250萬次高速攝影機，參加1967年6月17日我國首次氫彈試爆并圓滿完成光測任務(wù)。
核試驗轉(zhuǎn)入地下以后，在他領(lǐng)導(dǎo)下研制的電視變像管高速攝影機、雙路單幅變像管高速攝影機和納秒變像管掃描高速攝影機在1983-1984年三次地下核試驗中成功獲得早期中子流γ射線和X射線強度及能量分布的數(shù)據(jù)資料，為國家的核武器發(fā)展做出了重要貢獻。
在此后的歲月里，在龔祖同的領(lǐng)導(dǎo)下又陸續(xù)研制成功速度從每秒幾十幅到2000萬幅的間歇式高速攝影機、棱鏡補償式高速攝影機、等待型轉(zhuǎn)鏡高速攝影機、同步型高速攝影機、狹縫式高速攝影機、變像管皮秒掃描高速攝影機、軟X射線皮秒條紋相機、變像管瞬時高溫議，以及不同時間分辨率的轉(zhuǎn)鏡型掃描高速攝影機和小型電影經(jīng)緯儀等。
