为了能够实现高精度的距离测量, 本文提出了一种利用AOM声光调制器线性扫频的测距方法。基于干涉理论, 建立了测距距离与位相、频率之间的数学理论模型。测距实验中, 采用AOM声光调制器双通扫频的方案, 搭建了测距光路实验系统, 产生双频成分的光。通过光电探测器, 把实验中的光信号转换成电信号。由于产生的为非光学干涉信号, 实验中加相关的电子学器件, 进行了信号解调处理。最后, 实验数据经过FFT变换处理, 结果表明测距距离为24.17 m, 测距波动范围为±0.22 m。

本文提出了一种基于椭圆形镂空石墨烯的太赫兹宽带可调超表面反射线偏振转换器，通过模拟仿真和法布里-佩罗多重干涉理论进行了验证。设计的超表面模型类似三明治结构，分别由顶层各向异性的椭圆形镂空石墨烯结构、中间介质层和底层金属板组成。仿真结果表明：当给定的石墨烯弛豫时间和费米能级分别为τ =1.0 ps, μc=0.9 eV 时，设计的超表面结构偏振转换率(PCR)在0.98 THz～1.34 THz 的频率范围内超过90%，相对带宽为36.7%。另外，在谐振频点1.04 THz 和1.28 THz，PCR 分别高达99.8%和97.7%，这说明设计的超表面可以将入射的垂直(水平)线偏振波转换为反射的水平(垂直)线偏振波。通过法布里-佩罗多重干涉理论进一步验证了该模型，理论预测与数值仿真结果吻合得比较好。此外，设计的超表面反射线偏振转换特性可以通过改变石墨烯的费米能级和电子弛豫时间来动态的调节。因此，设计的基于石墨烯的可调超表面偏振转换器在太赫兹通信、传感以及太赫兹光谱领域具有潜在的应用价值。

超材料吸收器由金属谐振腔、电介质层和金属底层平面这3部分组成。利用阻抗匹配原理或多次反射干涉理论可以定性或定量地解释超材料结构对入射的电磁波在某一共振吸收峰出现完美吸收的原因。然而，当超材料的结构参数一旦确定，就只能在特定的共振频率产生完美吸收。因此，如何调制超材料吸收器的吸收频率以及吸收强度引起了人们的广泛关注。近些年来，本课题组研究了如何实现超材料吸收器的动态调制。在此基础之上，综述几种可以有效地调制太赫兹超材料吸收的方法，包括改变中间电介质层的厚度、调节金属底层平面的电导率或在金属谐振腔的开口处添加光敏半导体材料，并对太赫兹超材料的吸收调制的发展前景进行了展望。

提出一种产生近似无衍射栅型结构光的新型光学系统,该系统由若干块三角棱镜组合而成.解决了现有技术产生近似无衍射栅型结构光的栅型条纹区域小,无法应用于全场测量的问题.采用干涉理论详细分析了产生近似无衍射栅型结构光的物理过程,给出了光束相关参数的计算公式.应用光学分析软件Zemax 模拟了新型光学系统后不同位置处的光强分布,模拟结果与干涉理论分析的结果基本一致;进而对几种系统误差对输出光束的影响进行分析.研究结果表明：平面波通过新型光学系统能够产生一种具有宽测量区域、参数调节灵活等特点,同时抗干扰性能较好的近似无衍射栅型结构光.

针对近红外(800 nm)及其二倍频(400 nm)飞秒激光脉冲在金属钼表面诱导产生周期性条纹结构的情况进行了研究，分析比较了入射激光能量、脉冲重叠数、激光中心波长和加工氛围等实验参数对金属表面自组织形成的条纹结构空间周期的影响，并利用中心波长为400 nm 的飞秒激光在水环境中于单晶钼表面制备出了空间周期仅约160 nm 的条纹结构。同时针对水中加工的情况,在理论上提出了入射激光与表面等离子体波发生干涉和表面等离子体波形成驻波两种机制相互竞争的物理模型，很好地解释了实验现象，对于深入理解飞秒激光在金属表面进行纳米尺度的加工制备具有重要意义。

利用干涉理论对无衍射贝塞尔光束经轴棱锥线聚焦后产生的周期局域空心光束进行描述。计算了产生的局域空心光束的最大无衍射距离。采用几何光学理论和干涉理论对轴棱锥聚焦无衍射光束进行分析，并利用MathCAD软件对沿传输距离变化的光强分布和一个周期内光强的演变情况及对应的光斑图进行数值模拟。实验中采用一个底角为1°的轴棱锥来产生无衍射贝塞尔光束，再经第二个底角为2°的轴棱锥对无衍射贝塞尔光束进行聚焦，通过显微镜和CCD照相机系统对光束进行观察和拍摄，实验和模拟结果相吻合。

为了解释一维掺杂光子晶体缺陷模的产生机理，建立了一维掺杂光子晶体的多波束干涉模型\.利用多光束干涉原理建立了一维掺杂光子晶体缺陷模的干涉理论，成功地解释了一维掺杂光子晶体中缺陷模的产生机理\.应用干涉理论和特征矩阵法对一维掺杂光子晶体缺陷模的特征进行了比较研究，两者的结论是一致的。

光学镜片需求量日趋增长,镜片的在线检测有助于提高产品生产率。结合球面镜片的生产特点,基于泰曼—格林干涉原理设计了一种球面在线检测系统,同时对其机构进行了设计。该系统组成简单、安装简易,可适用于凹、凸球面的检验。用普通的光学样板代替标准镜头产生参考波前,价格相对低廉;同时根据光学样板的外形特点设计了调节机构,调节方便。通过样机调试,获得干涉图样清晰、稳定,可以满足后续的图像处理要求。

为满足光学系统对高精度检测的要求，依据一种新型便携式干涉仪的设计方案，研究了装调方法。该型干涉仪基于改进的泰曼-格林光路结构，其设计测试精度达到λ/10(P-V，λ=630 nm)，具有参考镜离轴、体积小巧、便携、精度较高、成本低及便于批量装备等新特点。针对该新型干涉仪的结构特点，研究了以两个互相垂直的光轴为基准对整体结构进行装调的新方法，并用装调完善的干涉仪进行了实测试验和比对试验。试验结果表明，该新型干涉仪器对已知面型精度为λ/10(P-V，λ=630 nm)的标准球面镜进行检测，其精度可达到0.09 λ；在相同的测试条件下进行比对实验时，该新型干涉仪对普通标准球面镜的检测结果为0.053 λ(RMS，λ=630 nm)，ZYGO干涉仪的检测结果为0.051 λ(RMS，λ=632.8 nm)，两者测量能力较为接近。采用新装调方法进行装调的该新型便携式干涉仪的实际检测精度达到了设计要求，新装调方法可以满足该新型干涉仪的指标要求。

在现代激光技术的应用发展中，光学元件在其制造过程中形成的亚表层损伤是导致激光损伤的主要根源之一。光学元件亚表层的检测方法已成为光学加工领域的一个新的热点问题。利用非接触式白光干涉原理对K9基片进行亚表层损伤检测，获得基片表面至亚表面200μm深的三维立体图和纵向截切图，并精确地确定其亚表层损伤深度，以及在不同深度范围内的损伤密度。该方法与现阶段国内常用的亚表层损伤检测方法相比，具有非破坏性、纵向检测结果精确、检测过程简单快捷等特点。