在数字散斑干涉(DSPI)测量方法中，数字散斑时间平均法测量振动时得到的是贝塞尔条纹，其定量分析比较困难。该文采用贝塞尔条纹准相移技术进行数字散斑振动定量分析，即在参考光路中引入和物体同频率的偏置参考振动，当参考振动的相位改变时，振动条纹会产生移动，这相当于静态余弦条纹的相移，可以采用相移算法对数字散斑振动测量的贝塞尔条纹进行定量分析。文中开发了一种新的数字散斑振动定量分析系统，研制了一种低压光学相移器和测量控制电路，给出了圆周固定圆片和四周固定方铜板的振动测量结果。实验结果表明：采用本系统可以方便地定量测出物体的振动模态。

利用建立的反射光谱分析系统(Rifs)和SiO2表面蛋白分布的原子力显微镜(AFM)表征,提出了利用生物膜层反射光谱曲线极值点波长变化实时监测抗体抗原免疫反应的新方法.实验表明,得到的生物免疫反应动力曲线与反应过程有很好的对应关系.该方法克服了目前生物检测中膜厚算法的不足,方法简单有效,能够实现对生物反应过程的实时监测.

为了克服单点扫描共焦测量中速度慢、机构复杂的不足,基于并行共焦测量的思想,利用集成光纤束器件实现光束分割,同时起到共焦测量中针孔的作用。在此基础上设计了基于该器件的一套并行共焦测量系统。系统中还采用了专门设计的棱镜将光源与信号光分离。给出了系统的测量原理,说明系统具有结构简单,信噪比高等特点。初步实验表明了该系统的可行性。

提出了一种基于立体视觉的三维表面重建的新方法.该方法以立体视觉为基础,结合网格投影,把被动的立体视觉与主动的非结构光网格投影相结合,采用一种算法简单的由粗到精网格图像立体匹配方法,有效地解决了常用的立体视觉系统中存在的算法复杂、处理时间长、容易产生误匹配等问题.基于该方法的三维表面重建系统具有结构简单、操作方便、数据采集速度快、实时性强等优点.实验结果表明该系统能够有效地对三维表面,特别是对无明显特征的光滑自由三维曲面进行重建.

阐述了光折变多重体全息光栅作为滤波器实现波长解复用的原理,分析了滤波器的波长和角度选择特性,对器件设计中要考虑的问题进行了讨论.提出了实现多重体全息光栅波长解复用的实验方案和实用化要解决的问题.

运用薄膜光学干涉原理、光纤技术和干涉光谱分析技术,用光纤反射式干涉光谱仪(Reflectromic Interference Spectroscopy)直接测试宽带入射光在单晶硅表面超薄SiO2膜层前后界面反射形成的干涉光谱曲线,并用专业软件对被测光谱信号数据处理后,可直接用公式准确计算出SiO2氧化膜的厚度和光学折射率.通过对单晶硅片表面超薄SiO2氧化膜的实测,并与成熟的椭圆偏振仪测试结果相比,测试误差≤2nm.但该方法测试简单、快速,精度高,不需要制定仪器曲线和数表,可对薄膜任意位置的厚度在线测试.经过对不同厚度聚苯乙烯薄膜的厚度测试表明,该方法适合0.5～20μm薄膜厚度的精确在线测量,测量误差小于7nm.

针对激光多普勒测量中声光调制、电光调制等引入的多频率噪音干扰,提出一种兼顾收敛性、鲁棒稳定性的自适应陷波器去噪方法.并在时域内研究自适应陷波器算法及其构造,最后给出了仿真实例.该算法不需具体的激光多普勒测试系统模型,方法简单,易于实现,试验结果表明了该方法的有效性.

提出了一种差动式可辨向激光多普勒扭转振动测试仪，计算并分析了激光多普勒技术的双相检测和矩形光栅的衍射光强分布。采用相位光栅作为光学混频器件，提高了测量的信噪比并充分地利用了光能。实验表明，该系统能有效地实现旋转轴可辨向扭转振动的测量，并可获得较高的精度。

采用切削分层光扫描测量与计算机数据信息合成相结合的方法,有效地解决了具有复杂内外腔结构零件的三维数字化测量.该方法比传统三维测量速度快、自动化程度高,能同时准确测量零件内外腔表面,零件边缘测量误差可控制在CCD两个像素内.利用获取的铝合金精密小箱体三维数据,在计算机上重构了零件的三维模型,并用RP技术制造出了零件物理原形.

研制出光纤感应生物传感器,用以测试nm级的生物膜层的厚度.给出了测试的实现过程、实验结果和提高信噪比的方法,并与表面等离子体共振(SPR)技术进行了比较.