传统4f相位相干成像测量技术中，利用相位物体使测量材料产生的相位变化转换为可直接观察的振幅变化，实现材料光学非线性折射率的测量。然而相位物体的厚度是固定不变的，相位延迟会随激光波长的改变而改变，测量中需要更换合适的相位物体。理论分析了不同激光波长对相位物体相移大小的影响，详细讨论了不同形状光束下相位物体的半径和相移的大小对4f相位相干成像系统灵敏度的影响。利用了迈克尔逊干涉仪中两束光的相位延迟替代传统相位物体的功能，实现了一种相位可调的相位物体。因为迈克尔逊干涉仪两束光的相位延迟连续可调，使得在不同形状光束及不同波长激光下的测量灵敏度达到最优。该方法进一步完善了4f相位相干成像测量技术，不仅解决了传统相位物体的不足，而且提高了系统测量的精度。

提出了一种采用结构光照明的迈克尔逊非相干数字全息成像系统，该系统利用空间光调制器SLM实现水平和竖直方向的余弦光栅照明模式，以提高成像系统的横向分辨率。利用MATLAB软件进行仿真成像和数值重建，得到了该系统下的高分辨率重建像，从理论上证明了这一方法可以有效提高非相干数字全息系统的分辨率。搭建了相应的非相干光自干涉数字全息成像系统，通过对USAF1951分辨率板进行成像，从实验上进一步验证了基于结构光照明的超分辨成像方法对该成像系统的适用性。

提出了一种基于单模光纤-四芯光纤-薄芯光纤(SMF-FCF-TCF)迈克尔逊干涉结构的折射率传感器。采用直接熔接的方式将各光纤进行熔接，由于各光纤之间纤芯的直径不匹配，因此在光纤的熔接处会发生光的激发和耦合。薄芯光纤端面涂覆有一层银面反射膜并用紫外固化胶进行保护来增强光在端面的反射率。四芯光纤作为传感结构中的耦合器，激发了更多的光进入薄芯光纤的包层中，提升了传感器的灵敏度。对传感器的折射率和温度传感特性分别进行了实验探究，实验结果表明，在折射率1.3333~1.3794范围内的灵敏度为137.317 nm/RIU，线性度为0.999，并且温度对传感器的影响较小。该传感结构熔接方式简单，在折射率测量领域具有一定的应用前景。

时间延迟干涉技术（Time-delay Interferometry，TDI）对中国引力波探测项目及其它天基激光精密测量任务具有重要的参考价值。在天基引力波探测任务中，需利用激光干涉仪对无拖曳检验质量块间实现十皮米量级的位移测量精度。其中，激光源频率噪声和时钟频率噪声是两项主要噪声。在欧洲主导的LISA（Laser Interferometer Space Antenna）引力波探测项目中，利用TDI对三星上的十二组相位测量值进行延迟和线性组合，构造出臂长相等的干涉仪，从而消除了激光源噪声以及光学平台位移噪声。为了消除时钟噪声，将时钟信号倍频到GHz，再通过相位调制的方式加载到星间激光链路上，最终从时钟边带拍频信号中提取出时钟噪声，并在TDI的数据组合中将时钟噪声项消除。为了实现TDI的时间延迟处理，要求对星间绝对距离进行精确测量。因此，在TDI机制中，星间激光链路需要同时实现位移测量、时钟边带调制和绝对距离测量3个功能。其中，后两个功能分别大约消耗10%和1%的载波激光功率。LISA项目针对TDI技术的地面论证结果表明，TDI技术对激光源和时钟的噪声抑制分别达到了10⁹和5.8×10⁴倍。