绝对光谱响应度是探测器的重要技术参数之一, 随着太赫兹探测技术的发展, 精确测量太赫兹探测器的绝对光谱响应度变得越来越重要。 由于在太赫兹波段缺乏连续可调谐的太赫兹光源以及分光系统, 因此无法采用传统测量红外探测器绝对光谱响应度的方法来实现对太赫兹探测器绝对光谱响应度的测量。 基于反射法测量了2~10 THz相对光谱响应度, 通过CO2泵浦气体激光器作为泵浦光源测量了2.52和4.25 THz绝对响应度, 转化得到2~10 THz探测器的绝对光谱响应度, 并且对2.52和4.25 THz绝对响应率和相对光谱响应度这两个频率点进行了相互验证, 2.52和4.25 THz绝对响应度测量值之比为0.753, 相对光谱响应度测量平均值之比为0.749, 两者之差仅为0.004, 因此, 说明本文采用的反射法测量太赫兹探测器相对光谱响应度的方法是可行的。 另外水汽在太赫兹波段的测试有很大的影响, 对1.5~10 THz波段大气的衰减特性进行了测试, 试验表明水汽对太赫兹波有明显的衰减作用, 在不同环境湿度下测量时会产生不同的结果, 因此在太赫兹探测器测量过程中需要严格的控制大气的湿度, 从测试数据可得到, 大气中的湿度越小越好。 特别是在3.3 THz波段之前, 由于本身的信号比较弱, 如果水汽过大或测试过程中变化较大, 将严重影响测试效果。 该系统可以满足太赫兹探测器的研制、 生产、 检测和应用, 它可以为材料的选取、 工艺改进、 数据补偿、 光学系统设计、 图像处理提供指导, 同时也可以推动太赫兹**装备效能的重要依据。 因此, 太赫兹探测器绝对光谱响应度的测量对器件设计制造者、 成像装备系统设计制造者以及器件使用者来说都具有非常重要的指导意义。

为了评价平面镜面形误差, 采用基于条纹反射法的面形检测原理、通过平面镜法线偏移实现面形误差评价的方法。将正弦条纹投射至光屏, 经被测平面镜反射至相机, 通过小孔成像原理和四步相移法获得被测平面镜上一点的法线, 并与经最小二乘算法面形重建的该点理论法线比较, 获得该点法线偏移, 利用法线偏移实现对平面镜的面形评价。对测量方法进行计算机仿真, 以证明其正确性, 搭建实验测量系统, 并对某一款手机屏幕进行测量实验。结果表明, 该测量方法的重复性精度优于1mrad, 测量重复性高。该研究为玻璃面板等具有高反射特性的平面面形误差提供了参考。

为解决微波激发等离子体参数诊断存在的困难问题，提出利用二端口传输反射法测量微波激励产生的低温等离子体的等效相对复介电系数。使用有限元方法设计了基于BJ22标准波导的样品测试结构，该 结构能在较大的介电系数范围内，保证介电系数和端口的|S11|,φS11和|S21|参数保持较好的单调性，避免产生多值问题；通过人工神经网络对计算获得的各介电系数对应的S参数进行训练，达到足够的精确度；最后 通过实验，将测量获得的S参数利用神经网络反演获得待测物质的相对复介电系数。该方法对今后测量类似等离子体、复介电系数实部为负的特殊材料的介电常数具有一定的指导意义。

三维轮廓检测能力决定了光学自由曲面开发的进度和应用的范围。基于条纹反射法检测原理提出了一种结合线结构光立体视觉和条纹反射法的三维轮廓检测系统。该系统主要用于光学自由曲面轮廓的检测，以立体视觉测量得到的光学自由曲面轮廓数据作为初值，结合相位测量偏折法测量数据的迭代，得到精度更高的光学自由曲面轮廓测量结果。实验结果表明，该系统可测量直径为300 mm、倾斜角范围为± 20°的自由曲面光学元件，系统的复合测量能力强，光学自由曲面的测量不确定度小于± 1 μm。

为了识别厚截面碳纤维复合材料(CFRP) 远表面的微缺陷, 使用递归分析方法对超声检测信号进行分析。首先在厚截面CFRP材料上打孔以模拟微缺陷, 采用水浸超声脉冲反射法对不同大小的模拟缺陷进行检测。然后选取缺陷位置附近信号段, 确定嵌入维数m、延迟时间τ、阈值ε等参数, 对各信号段进行递归分析, 得到递归图及递归定量分析结果。比较无缺陷信号和有缺陷信号的递归图, 从宏观上定性确定微缺陷对超声信号的影响; 比较无缺陷信号和有缺陷信号的递归定量分析结果, 根据每个递归定量参数的物理意义, 对缺陷产生的影响作出合理的解释。最后, 使用不同中心频率探头进行实验, 确定合适的探头参数。分析结果表明, 使用7.5 MHz高分辨率超声探头时检测效果最好; 当嵌入维数为7、延迟时间为2、阈值为2时, 递归图中出现异常白色区域、递归点增多且对角线结构变长, 同时所选取的递归定量参数随缺陷增大而上升, 表明厚截面CFRP远表面超声信号可能存在混沌结构, 而微缺陷的存在会改变原有信号结构。所研究内容为实际微缺陷的定量识别及分类打下基础。

为了同时检测捆绑成束的电缆以及多芯电缆不同支路上的故障, 提出并实验验证了一种多通道噪声时域反射法。该方法利用多路滤波后的放大自发辐射噪声作为电缆束或者多芯电缆不同支路的探测信号, 基于相关探测技术, 可同时检测不同支路上电缆故障, 且没有相互干扰。实验结果表明该方法可以同时检测位于不同电缆支路上的断路、短路和阻抗失配等故障。当URM43型同轴电缆单个支路的噪声探测信号功率为-9.1 dBm时, 最远探测距离为720 m。此外, 还进行实验证明了该方法可以实现电缆故障的在线检测。

在高功率光纤激光器中，增益光纤的热效应是限制激光功率提高的重要因素之一。传统的温度测量方法只能测量到增益光纤的表面温度，无法得到增益光纤内部不同位置的温度。采用分布式光频域反射（OFDR）技术测量全光纤放大器中增益光纤纤芯的温度。对采用OFDR技术得到的温度测量结果进行了标定，验证了OFDR测量工作状态下放大器内增益光纤温度的准确性。测量了输出功率为6 W的全光纤放大器内增益光纤纤芯的温度分布，测量结果与理论相吻合。这种测温方法为未来高功率光纤激光器的温度监测提供参考。

光学元件的亚表面损伤指的是在加工过程中产生的划痕和裂纹等。在激光的照射下，亚表面损伤会使光场发生变化，并且随着激光照射时间的增加，裂纹会越来越大，产生散射，最终影响光束的能量集中度。基于全内反射法测量亚表面损伤的原理提出了一种新的估计损伤深度的方法。入射光波和出射光波在样品表面下方叠加形成驻波，入射光的偏振态以及入射的角度会影响样品内部的光强分布。通过分析亚表面损伤点的光强度和入射角之间的关系，能够由入射角的改变量来估算亚表面损伤的深度。

采用非相干光作为光源, 以平面镜为反射面, 对光纤位移-振动传感器的性能进行研究。推导出光纤输出功率与测量距离的解析表达式, 并详细探讨了不同光纤半径、光纤数值孔径、发射光纤和接收光纤间距、发射光纤和接收光纤轴线夹角下输出功率比与测量距离之间的内禀关系。仿真结果表明: 光纤半径越小, 光纤间距越大, 可以测试的距离范围越小; 光纤数值孔径、光纤轴线夹角越小, 可以测试的距离范围越小。通过分析不同情况下, 输出功率比随测量距离变化的关系, 可以在实际工程应用中根据测量需要选择设计合适的传感器。此外, 还对测量误差进行了分析, 得到光纤轴线夹角越小, 测量距离的范围越大, 误差率越小, 当光纤轴线夹角为0.25°时, 误差率约为1%。