本文提出了一种基于谱域偏振敏感光学相干层析(SD-PSOCT)成像系统的局域偏振属性提取算法，并将其用于生物组织烧伤深度的定量测量。该SD-PSOCT系统采用全单模光纤器件，使用光纤型偏振控制器实现单偏振态入射样品，利用线性波数光谱仪实现偏振敏感探测，基于逐层迭代算法恢复局域偏振属性信息。测量了四分之一波片的相位延迟和光轴方位角，重建了不同程度烧伤牛腱组织的OCT强度图像、累积相位延迟层析图像、累积光轴方位角层析图像、局域相位延迟层析图像和局域光轴方位角层析图像。基于局域相位延迟层析图像定量测量了不同程度烧伤牛腱组织的烧伤深度，验证了该系统用于定量测量生物组织烧伤深度的可行性和临床应用潜力。

研究散斑旋转去相关的原理,分析散斑旋转去相关角的影响因素,推测出散斑旋转去相关角主要受散斑无序程度和计算时所用散斑面积大小这两方面因素的影响。为进行实验验证,分别改变光学系统的四个可调参数来观测散斑旋转去相关角的相应变化,即改变计算时所用的散斑面积、改变散射介质到探测器的距离、横向平移探测器、更换散射介质。实验结果表明,计算时选取的散斑面积越大、无序程度越高,对应的散斑旋转去相关角越小。在基于记忆效应的散斑成像中,研究结果能够给散斑旋转去相关的相关研究和应用带来帮助,具有一定的实际意义。

透过散射介质成像在很多领域都有重要应用。然而,目前关于针对三维运动物体的透过散射介质成像与追踪的研究却很少。提出一种透过散射层对运动三维物体进行单次曝光录像的方法。从散射层两个不同位置出射的散斑之间非相关且包含了双视角下的物体信息,在这两部分散斑的重叠区域进行探测,可实现三维成像。在曝光过程中绕光轴旋转相机,可探测到由一系列旋转不同角度后的瞬时散斑叠加而成的一张散斑图像。在满足散斑旋转去相关的条件下,这些瞬时散斑之间非相关。至此,对应不同时刻、不同视角的一系列瞬时散斑多路复用于一张散斑图像中。利用互相关解卷积成像法,通过依次旋转各个单视角下探测的点扩展函数,即可从这张散斑图像中重建出三维运动物体的视频信息。

利用薛定谔方程，理论分析了自由空间中无衍射艾里光束的自弯曲性质.研究了控制该性质的因素，并与实际物理量联系，提出采用梯度折射率材料实现控制艾里光束自弯曲性质的方法.数值模拟了一维和二维艾里光束在传播时出现的自弯曲效应，以及经过控制的艾里光束沿直线无衍射传播和反向弯曲传播的强度分布情况，讨论了艾里光束在梯度折射率材料中沿直线近似无衍射传播的距离与指数衰减因子、光束的主瓣宽度及波长之间的关系.结果显示：在艾里光束的中心波瓣强度衰减为最大强度18%的传播距离内，艾里光束能够保持近似无衍射传播；在实际应用中可以根据艾里光束近似无衍射传播距离的具体要求，通过衰减因子、主瓣宽度和波长三者分别与近似无衍射传播距离之间的关系曲线，综合考虑选取合适的参数值和梯度折射率材料，实现对艾里光束的最佳控制.