激光麦克风是一种利用光学多普勒效应获取远场语音信息的技术，其语音质量受到探测系统自身特性、光探测路径以及目标物等多个方面的影响。为了从远距离声场下的目标物获取更高质量的语音信息，文中通过单频声激励实验获得了4种典型目标物（A4纸片、A4纸盒、瓦楞盒、塑料瓶）的声致振动频率响应，发现了其在频率上的非均匀性。在此基础上，提出了一种基于ResUnet和TFGAN网络的激光语音增强方法，其通过ResUnet网络预测去噪梅尔谱图，并利用TFGAN网络由预测的梅尔谱图恢复出激光语音的时域波形。然后，利用实验室自制的激光麦克风在4种目标物上进行了远距离语音采集实验，采用文中提出的方法对采集到的激光麦克风语音进行了处理，并与非线性函数谐波重构法、DNN+谐波重构法进行了比较。最后利用客观语音质量评估（PESQ）和时域分段信噪比（SNRseg）对处理后的激光语音进行了量化评估。实验结果表明，在4种目标物上采集到的激光语音，经过非线性函数谐波重构方法和DNN+谐波重构方法处理后，语音质量均无明显提升，其相应的PESQ和SNRseg分值无明显提高。而经过文中所提的ResUnet+TFGAN网络方法处理后，激光语音取得了更高的PESQ和SNRseg分值，语音质量明显提升。因此，文中提出的方法在激光麦克风应用中具有更好的激光语音增强效果。此外，由实验结果可知，此方法在频率响应一致性较差的目标物上，仍然可以较好地重建频谱，恢复出高质量的语音信息。

鉴于通过测量高精度的位移数据可以获得高精度的微重力加速度数据，进而服务于多种空间科学载荷的研究任务，提出了一种基于三组正交对称角锥棱镜的双频光路，利用外差干涉测量技术实现空间惯性质量块的六自由度位移和角度测量的方法。通过光路矢量分析建立了实际角锥棱镜的光路模型，考虑质量块在运动过程中带来的附加光程差，推导了各测量光路的光程变化与质量块六自由度位姿的函数关系。为了克服小角度近似法精度不高的缺陷，提出了利用数值计算法解耦姿态角进而获得相对位移的位姿解算算法。利用空间在轨位姿数据和随机位姿数据进行系统仿真。仿真结果表明：数值计算的位移误差小于0.02 fm，且该方法的计算误差不会随着飞行器振动的增大而变大，算法具有更高的精度和更好的适应性。最后，分析了系统的误差来源，在保证角度安装误差小于5 mrad、距离安装误差小于10 μm且平行度小于2 mrad时，系统的姿态角测量误差小于0.017°，位移测量误差小于10 nm。本文提出的六自由度测量及解算方法也可以服务于其他精密加工与检测领域。