光学相干层析成像（OCT）的图像质量会受到散斑噪声的影响，限制了OCT在临床诊断中的应用。叠加取平均是一种降噪的常用方法，作为相干噪声，散斑降噪的关键在于降低用于叠加的图像之间的散斑相关度。提出了一种基于纯随机相位板的散斑去相关OCT系统（PSD-OCT）。利用纯随机相位板调制样品光的波前相位以实现散斑去相关，从而为采用叠加取平均降低OCT 图像噪声的方法提供低相关数据。成像实验证明了纯随机相位板能够降低散斑相关度，提升叠加图像的散斑信噪比，使得生物样品的精细结构更为清晰明显。与传统OCT的相关叠加相比，PSD-OCT的去相关叠加可以大幅降低散斑噪声从而增强OCT图像的视觉可见性，且无需搭建复杂系统，具有广泛的生物医学成像应用前景。

结合传统光学成像系统的性能评价方法,在数字全息自适应光学系统中利用点全息图的自相关函数来评价系统的成像性能。受白噪声的自相关函数近似为狄拉克函数的启发,通过增加点全息图的随机性,使其自相关函数接近狄拉克函数,以提高数字全息自适应光学系统的空间分辨率。提出一种使用随机相位板来增加点全息图的随机性,进而提高数字全息自适应光学系统成像分辨率的方法。对该方法进行数值模拟,研究随机相位板像素个数和随机相位均方差对系统成像分辨率的影响,并在实验室内搭建实验光路对该方法进行实验验证。实验结果表明,使用随机相位板能够有效提高数字全息自适应光学系统的成像分辨率。

提出了一种在相移数字全息中提取相移角的方法.该方法通过在相移数字全息中引入随机相位板对物光波的相位进行调制，使得物光波在全息面上的相位分布成为近似理想的随机分布，进而根据这种随机分布的统计性质对相移角进行提取.计算机模拟结果表明，该方法提取出的相移角与设定的相移角之间的相对误差小于千分之一.同时，经过对比采用随机相位板和不采用随机相位板的计算结果发现，物体衍射光波在全息面上的相位分布具有一定的相关性.

为了在内场中开展激光传输特性实验研究，设计了一种基于Kolmogorov谱的随机相位片的大气湍流物理仿真系统，并用该大气湍流模拟仿真系统对激光漂移效应进行了研究。采用光束质量分析仪对模拟传输的光斑图像进行采集和分析，通过比较实际漂移方差与理论漂移方差，验证了该湍流仿真系统模拟和评价光束在仿真传输中的性能。实验分析表明，基于湍流相位片物理仿真系统模拟的光束漂移方差与理论曲线基本一致。

分析了微型激光投影引擎的两种主要光学噪音：干涉网格和激光散斑产生的基理；提出采用振动的随机位相板同时实现干涉网格和激光散斑抑制的方法并进行了理论分析；自行设计了微型激光投影引擎，利用微型电控马达带动随机位相板振动，用CCD相机在不同的F#及曝光时间下对投影图像进行了采集，并对图像的散斑对比度行了测试.结果表明，通过静止的随机位相板可以很好地抑制干涉网格噪音；通过使随机位相板以大于视觉暂留效应形成的融合频率进行振动，可以同时抑制干涉网格和激光散斑，使得散斑对比度小于5%，达到投影观察的要求.

对偏振控制板匀滑随机位相板产生的干涉斑纹的特性进行了理论分析和数值模拟,用叠加在光强包络上的斑纹对比度来评价偏振控制板的匀滑作用,结果表明结构最简单的二单元偏振控制板对远场光斑具有最佳匀滑效果。

数值分析的结果表明:尽管实际辐照靶面的激光光束其振幅和位相是涨落变化的,但是,使用无规位相板同样能改善光束辐照靶面的均匀化程度;无规位相板取不同的无规位相分布对靶面辐照均匀化的影响较小。还讨论了靶面离焦时其光强分布的变化情况。

提出了一种利用转动随机位相片来实现多模激光束的光强分布光滑化的方法,实验制作了随机位相片,并在ＣＯ２激光器上得到了令人满意的实验结果。实验结果与理论模拟符合得很好。