介绍了一种由两个相同直角棱镜构成的气室。利用其对光束摆动的不敏感性及对光束的反射特性,来提高气室工作的稳定性和检测灵敏度;分析了传感器中光束的传输特性,给出了光束的传输方程、单波长和双波长情况下光度传感器的测量方程;光束在气室内往返的次数N与过两个直角棱镜各自直角棱的对称面的间距d有关,通过调节间距d可选择所需测量灵敏度。测试结果表明,在低浓度测量时,这种光度传感器的灵敏度为普通单程吸收池灵敏度的N倍;在较高浓度时,仅在N为较小的几个值时,传感器的灵敏度与光束在气室内往返的次数N成正比,N较大时,光束在气室内往返的次数对传感器灵敏度的倍增作用减弱。基于直角棱镜的光纤光度传感器特别适合痕量物质的光度测量。

根据时域移相算法的概念,提出了一种空间移相术,它能够检测因外界振动导致条纹抖动而引起的干涉图样的空间相位变化.运用这种技术在Twyman-Green移相式干涉仪中建立了一套自适应抗振系统,它可以实时测量振动引起的相位变化大小,并通过反馈器件PZT实时校正干涉条纹的相位,使得干涉条纹稳定以保证光学测量的正常进行,与此同时PZT还作为移相器件.

三平板剪切干涉仪是环路剪仪中最简单的一种，它具有基本等光程、剪切量连续可调、两出身光束恒相互平等等特点。利用三平板剪切干涉仪对激光器出射波面质量进行检测，探讨了由剪切干涉图复原原始波面的1阶微分法，编制了专家辅助软件系统，为光机型的三科板剪切干涉仪配置了实时图像采集、处理系统、实现了光、机、电、算相结合，融硬、软件于一体的数字波面剪切干涉仪，并通过实验验证了方法的重复性精度。

介绍了自行开发的移相式数字波面干涉仪的原理和特点,仪器主要用于激光棒材料波前畸变测试,仪器口径为30 mm,精度优于λ/20,重复性优于λ/50.仪器硬件具有四个特点:变倍、调焦、光通量控制、调整和测试转换;软件包建立在WINDOWS98平台上,进行干涉图采集、处理、波面图形绘制.输出结果形象直观,整个操作简单方便快捷,测试过程26 s.仪器还可测量晶体材料折射率均匀性、晶体元件面形、角度、平行度等.通过测试比对,数据与ZYGO结果一致.

针对干涉仪的特点及图像采集卡的硬件性能,开发了基于Windows环境下的干涉图像微机采集处理系统与干涉仪集成电器控制系统.系统的设计融合了当今先进的图像采集和处理、数据库管理等技术,具有结构紧凑、功能强等特点.介绍了该采集和处理系统各模块的功能.

研究了应用移相干涉术测量新的一等量块的方法.对于干涉图像进行多幅图的采样,由移相法计算量块测量面和与其研合的辅助平晶表面的波面面形,着重研究了在量块干涉图中有阶跃不连续的波面复原运算的原理与技术,得到一幅表征它们表面的离散波差值,并给出量块工作面长度和长度变动量的测量结果.

根据信号处理理论,分析了开放式光纤气体传感器吸收池的光信号输出特性,提出了设计吸收池的判据,即腔片上复合光束相邻两光斑不重叠时,其输出特性与White型吸收池等效.在信号处理系统中,采用窄带滤波和相敏检波技术,使传感器的输出特性参数的对数值与待测气体浓度成正比.因此,可按Lambert定律对传感器定标.

理论分析了用干涉法测量压电陶瓷的动态频率响应特性的方法,建立了由泰曼-格林干涉仪和光电转换测量系统组成的实验装置,只要电源允许,测量的频率可以达到5kHz.实验结果表明,测量方法简便可行,易于实现,测量范围大、误差小.

根据傅里叶变换原理,提出了一种对由三个压电陶瓷堆(PZT)组成的干涉仪移相器进行非线性及平行性校正与标定的方法。在对各个压电陶瓷堆进行非线性校正的基础上,利用干涉图像自动分析系统,综合分析各个压电陶瓷堆之间的牵制作用,从而得到对整体干涉仪移相器平行性校正的补偿依据。组建了一套卧式数字平面干涉仪,在干涉仪移相器承重6kg的情况下进行实验,非线性误差由12%校正至0.3%。由于干涉仪相移器承重而引起的移相过程中的条纹旋转降至2°,条纹间距变化小于2%。