以傅里叶变换极限脉冲作参考脉冲，利用单次测量分析法对复杂的皮秒脉冲进行测量,用窗口傅里叶变换代替傅里叶变换对干涉条纹进行时间-频率分析，直接提取出复杂脉冲的啁啾特性或光谱成分，将光谱图中的功率密度S(ω, t)沿ω轴求和重建脉冲的时域包络.分别用该方法和传统频域干涉测量法测量一个线性啁啾脉冲和一个复杂脉冲.结果表明，该方法可实现复杂整形脉冲的实时测量，且时间分辨率为70 fs.

液晶空间光调制器的离散型相位调制和像素间隙是4f脉冲整形系统的主要失真原因，基于以上因素的分析，建立了完善的4f脉冲整形系统数学模型，数值模拟了不同相位调制变化率、不同像元尺寸、不同间隙尺寸以及不同色散关系下的离散型相位调制和像素间隙导致的失真情况。模拟结果表明：离散型相位调制会导致整形脉冲中出现副本脉冲，相位调制变化率越大或像元尺寸越大均会导致这种副本脉冲越强，输出目标脉冲失真越严重；像素间隙也会导致整形脉冲中出现副本脉冲，间隙尺寸越大会导致这种副本脉冲越强，输出目标脉冲失真越严重；两种副本脉冲均呈等间隔分布，其周期由每个像元对应的频谱宽度决定，非线性光谱色散会使副本脉冲啁啾化且强度变小。

爆轰物理、冲击波物理、强激光等众多领域均提出了对多个目标同时进行测速的要求, 从而急需研制多点测速系统。论述了光子多普勒测速的工作原理和光路结构, 计算了整个光纤链路上的功率变化, 分析了多点光子多普勒测速系统最大通道数量的各个影响因素及影响程度。根据分析结果, 研制了一套八通道光子多普勒测速样机, 可对8个测点进行同步测速, 并进行了爆轰加载金属飞片和粒子的验证实验。实验结果表明, 在测试条件逐渐恶化, 探头接收效率逐渐降低的情况下, 样机对单个或多个运动目标均达到了较好的速度测量结果, 获得了信噪比较高的待测目标速度曲线。研究结果对于深入探索多点激光测速技术及其应用极具参考意义。

在冲击波、爆轰、兵器、激光等众多研究领域中，均提出了使用单个探头对一个测点进行多种技术同步复测的迫切需求。为实现上述目标，分析了常规和外差式光子多普勒测速技术的工作机理、光学结构和复测难题，设计了一种基于单探头实现常规和外差式光子多普勒测速技术同步复测的方案，并根据该方案搭建了一套新型测速装置。设计了爆轰波加载铝飞片和铅粒子群的考核实验，实验结果显示，使用单个测速探头对单个或多个目标均实现了优异的测速效果，获得了2 种技术在单次实验中各自独立测量到的待测目标速度曲线。该研究内容及实验结果对充分研究激光测速技术在单探头多技术复测方面的应用极具意义。

随着相关研究的发展，在冲击波物理、爆轰物理、强激光、兵器等众多领域中，均提出了通过单个探头对小范围内的多个目标，如多个小飞片或粒子群，同时进行高精细度速度测量的要求，为满足该要求，论述了光子多普勒测速的工作原理和光路结构，分析了单探头多目标测速应用时的信号特征和数据处理方法，指出速度分辨率和空间分辨率是决定该性能的关键因素。根据理论分析结果，采用光通信行业中的常规器件，搭建了一台光子多普勒测速仪，并设计了爆轰实验装置，同时利用该装置进行了爆轰加载金属飞片的验证实验。实验结果表明，使用单个光子多普勒测速探头，对单个大尺寸铝飞片、多个小尺寸铝飞片、铅靶喷射粒子群等单个或多个运动目标均达到了较好的速度测量结果，获得了各目标的速度曲线以及多条速度曲线构成的速度带，测量最高速度达到2.5 km/s,工作距离达到20 mm。研究结果对于深入探索光子多普勒测速技术在单探头多目标测速中的应用有重要的参考意义。

对光子多普勒测速(PDV)的基本原理和光学外差技术进行了阐述，对时分、波分、波分时分联合等三种多路复用光子多普勒测速(MPDV)复用方案进行了深入的分析，并指出了各种方案适宜的多点测速类型。根据理论分析结果，设计并搭建了一套2路波分加2路时分的MPDV，并设计了爆轰实验装置，同时利用该装置进行了爆轰加载铝飞片的验证实验。结果表明，较好地实现了MPDV技术，并从其复用了4个测点速度信息的1路干涉信号中，分别解读出了各个测点的多普勒频移曲线及速度曲线，最高速度达到2.5 km/s,飞行时间达到16 μs，同时验证了MPDV与常规PDV和外差式PDV在静态干涉信号、多普勒频移曲线、速度曲线等方面的差异性和相同点。研究结果对于研究大数量点数MPDV有重要的参考意义。

以激光驱动飞片速度场诊断为例, 展示线面同时成像任意反射面速度干涉仪(VISAR)技术在超高速碰撞研究中的应用前景。将传统VISAR改为成像干涉结构, 用变像管扫描相机和高速光电分幅相机分别记录作为信号载体的梳状干涉条纹随时间的变化, 实现靶面一条线上各点速度历程和多个时刻二维靶面上所有点速度相对分布的测量。所研制的线面同时成像VISAR具有10 μm的空间分辨和约15 m/s的速度分辨能力。用其测量了激光驱动铝膜飞片的速度场, 直观给出飞片的演化发展过程。实验结果表明, 线面同时成像VISAR技术可以为激光驱动飞片、超高速碰撞等领域的理论研究和数值模拟提供有效比对实验数据。

针对分幅面成像任意反射面速度干涉仪(VISAR)时间分辨和速度分辨的不足，研制了一套超高时间分辨空间相移面成像VISAR。用双VISAR干涉腔光路解决超短脉冲相干性问题，实现超高时间分辨；用沃拉斯顿棱镜代替传统点VISAR中的偏振分束棱镜分光实现简洁的空间相移光路；以梳状干涉条纹作为信号载体实现空间分辨；用空间变换方法实现相移条纹的像素匹配；再由四路推挽式信号处理方法获得相位，进而获得全场速度分布。该套面成像VISAR具有150 ps时间分辨和6 m/s速度分辨。用其测量了激光驱动铝膜飞片的速度场，给出了全场速度分布。实验结果验证了超高时间分辨空间相移面成像VISAR的可行性。

针对窗口傅里叶变换和连续小波变换方法对于低速缓变过程速度分辨不足的缺点，提出了一种基于傅里叶变换的位移模式数据处理新方法。该方法不是通过分析信号频率获得速度，而是采用改进的傅里叶变换方法直接分析信号相位得到位移，进而求导得到速度信息。用新方法对电炮平面碰撞实验数据进行处理，很好地反映了铁样品的低压弹塑性过程。新方法不仅充分利用了原始数据的信息量，而且在低速段具有较高的速度分辨能力，可以作为窗口傅里叶变换方法和连续小波变换方法的有益补充。

研制了一套线面同时成像任意反射面速度干涉仪(VISAR)用于激光驱动飞片速度场时空分辨测量。将传统VISAR改为成像干涉结构，用变像管扫描相机和高速光电分幅相机分别记录作为信号载体的梳状干涉条纹，实现靶面一条线上各点速度历史和多个时刻二维靶面上所有点速度的测量。所研制的线面同时成像VISAR具有小于10 μm的空间分辨和约15 m/s的速度分辨能力，线成像VISAR时间分辨小于50 ps，面成像VISAR曝光时间小于5 ns。用其测量了激光驱动带约束刀口铝膜飞片的速度场，给出了高时空分辨全场速度分布，从中可以清晰看出飞片的演化发展过程。实验结果表明，线面同时成像VISAR将是各种飞片产生技术及相应加载手段中全场速度诊断的有力工具。