光学微腔品质因子高、灵敏度高，在精密生物传感方面有广阔的应用前景。针对洛伦兹拟合算法不能很好地拟合光学微腔输出端非对称波形和劈裂模式波形的问题，提出了隐函数模型算法。该算法首先建立模板波形，然后经平移、放缩理论实现模板波形操作，利用Levenberg-Marquardt (LM)算法优化参数值，能够实现对称波形、非对称波形和劈裂模式波形数据拟合。通过搭建光学微腔数据采集系统，采用高斯、洛伦兹和隐函数模型算法对不同折射率溶液的实验数据进行拟合。结果表明：隐函数模型算法比前两种算法的MSE低1个数量级，且拟合优度(R²)达到了0.99，拟合效果较好；隐函数模型算法谐振频率误差最小，谐振频率偏移量最大，对应的灵敏度最高，有利于提高光学微腔灵敏度。

为了改善BB84协议防窃听的能力,在BB84协议的基础上提出用M(M=3,4,5…)对量子态实现量子密钥分配。为了检测其安全性,用截获-重发的方式对量子密钥分配过程进行窃听,窃听者分别采用两种检测光子状态的方法:在M组基中随机选取一种基和用Breidbart基测量,并在这两种窃听方法下分别通过计算机仿真探究M值与安全性能的关系。仿真结果表明:用多对量子态实现量子密钥分配时,发现窃听者的能力与BB84协议相同,而窃听者可以获取的正确信息要比窃听BB84协议获取的正确信息少。从而提高了量子密钥分配的安全性。

百千赫兹量级测量重复频率和亚厘米量级测量精度的脉冲激光测距系统是激光测距领域的研究热点之一。分析研究了基于皮秒脉冲激光器的激光测距系统的实现原理和方法，针对激光脉宽极窄的特点，使用双阈值前沿时刻鉴别法和电压比较器输出数字信号的脉宽控制方法，并配合TDC-GPX高精度时间数字转换芯片，达到了设计要求。实验结果表明：测距系统工作稳定可靠，测量重复频率达到500 kHz，单次测距精度范围为[4 mm, 10 mm]。

时间间隔测量方法的优劣直接影响脉冲激光测距的性能。借鉴插值法的思想，提出了利用三角波参考信号的特点实现时间间隔测量的方法，具有测量范围大、测量精度高的优点。阐述了利用三角波参考信号实现时间间隔测量的原理，定量分析了影响时间间隔测量精度的因素，指出三角波参考信号的频率和噪声是影响测量精度的主要原因，并进行了数值仿真；设计实验方案验证了三角波参考信号中噪声对时间间隔测量精度的影响。仿真和实验结果表明，使用较低频率的三角波参考信号可以实现较高的时间间隔测量精度；提高三角波参考信号的频率或降低噪声，都可以有效提高时间间隔的测量精度。仿真和实验结果证实了时间间隔测量方法的可行性，为开展脉冲激光测距提供了一定的参考。

针对在比色测温法中由CCD光谱响应带宽引起的误差, 提出了数字滤光的误差校正方法。该方法利用数字图像技术将光谱曲线离散化, 采用离散化数据模型展开比色测温计算, 在540±10nm绿光段和640±10nm红光段分别加入数字滤光算法, 测温误差与外光路搭载滤光片效果接近。该方法简单实用, 精度较高, 在无外置滤光光路情况下实现了彩色CCD摄像设备的辐射测温, 可为图像测温产品的便携性和适用化带来便利。