提出了一种具有可调谐特性的半开放腔多波长随机光纤激光器，利用单模光纤和环形结构组成半开放腔结构，通过改变布里渊抽运激光波长实现输出随机激光的可调谐特性。结果表明，当布里渊抽运波长为1550.01 nm时，该激光器最多可以实现4个波长的随机激光输出，且可以通过控制掺铒光纤放大器的输出功率来精确控制输出随机激光波长数目，其一阶至四阶斯托克斯光的阈值功率分别为12、31.6、73、610 mW。其中，一阶斯托克斯光的斜率效率可达12.5%。固定掺铒光纤放大器的输出功率为631 mW 时，随着随机分布反馈光纤长度的增加，随机激光输出功率成指数下降。该激光器的输出波长可在1528~1580 nm 的波长范围内调谐。此外，半开放腔的结构设计有效地消除了输出光谱中奇数和偶数阶斯托克斯光的峰值功率差异。

高功率激光装置中通过测量光束强度分布来评价近场光束质量。然而测量结果为一稳态分布，并不能真实反映经噪声扰动后光束的强弱调制演变特性，可能会忽略传输过程中存在的调制较为严重的区域。针对此问题着重研究了光束经噪声扰动后的近场传输演化特性，进而对近场分布测量的局限性进行深化理解和补充。同时，为简化分析单因素局部缺陷影响下不同传播距离处的近场分布变化规律，引入等效菲涅耳数来表征近场强度调制特性。结果表明，当实测近场分布中存在较弱调制信息时，测量位置之前可能存在更为严重的调制区域。以调制为π的位相型缺陷为例，其最大调制相对于入射光强度可增大9倍。

利用全固态单频绿光激光器作为抽运源抽运钛宝石晶体，采用六镜环形谐振腔结构。在谐振腔内插入I类临界相位匹配的LBO 晶体进行腔内倍频，TGG 晶体和宽带半波片(HWP)组成的光学单向器保证单频运转。加入三片厚度分别为1、2、4 mm 的双折射滤波片组合和一片0.25 mm 的控温标准具片作为调谐元件，实现了高功率单频可调谐461 nm 蓝光钛宝石激光器。在14 W 的抽运功率下，选取LBO 倍频晶体的最佳长度为7.3 mm 时，获得了最大功率为1.02 W 的单频可调谐蓝光输出，中心波长为460.86 nm，3 h 内其长期稳定性优于±1.3%，光束质量得到了明显的改善，其M²因子优于1.59，蓝光最大调谐范围为20 nm。

为了获得高效半导体抽运碱金属蒸气激光器，采用布儒斯特角结构的增益池，有效地提高了激光的单程透射率，p偏振的激光单程透射率达到97%。采用长度为1 cm 的增益池，其内填充碱金属铷蒸气作为增益介质和压强为79.99 kPa的甲烷作为缓冲气体。采用中心波长为780 nm，线宽为0.1 nm，功率为48 W 连续输出的半导体激光器作为抽运源。为了降低增益池内的热效应，采用斩波器将抽运光转化成脉冲形式输出，脉冲宽度为1.85 ms，重复频率为15 Hz，占空比2.77%。采用12 cm 的平凹谐振腔，利用输出耦合率分别为41%、58%、76%的输出镜进行了优化实验。在增益池温度为160 ℃时，采用输出耦合率为76%的输出镜，获得了峰值功率最高为16.8 W 的中心波长为795 nm 的铷激光输出，光-光转换效率为35%，斜率效率为44.2%。

通过数值模拟和实验研究了一种基于大模场面积光子晶体光纤的高功率全正色散自相似锁模激光器。激光器采用长为1.9 m 的掺镱双包层大模场面积光子晶体光纤作为增益介质，腔内没有引入色散图，整个激光器工作在全正色散域。激光器采用环形腔结构，利用非线性偏振旋转锁模和一个窄带高斯滤波器实现了稳定的自相似锁模运转。实验最终获得了直接输出平均功率为5 W，重复频率为72 MHz，单脉冲能量超过69 nJ，脉冲宽度为1.699 ps的自相似锁模脉冲输出，经过腔外1200 line/mm 的透射光栅对压缩后脉宽为84 fs。激光器可以实现自启动锁模，光束质量因子M²为1.41。

采用微脉冲激光技术实现了厚度约为25 μm FeSiB 非晶薄带的搭接，研究了脉冲功率P、脉冲宽度T、脉冲频率F 等主要工艺参数对焊缝成形的影响，分析了接头力学性能的变化规律。研究结果表明，当P 与T 搭配恰当时(P为4.8~7.2 W、T 为1.5~1.9 ms、对应脉冲能量E 为0.9~1.2 J)才可以获得焊缝成形良好、力学性能优异的焊接接头。随着T 的增加，热影响区和焊缝区显微硬度逐渐降低，而随着P 的增加，显微硬度先增大后减小；接头抗拉强度随着T 和P 的增大呈先增大后减小的趋势变化。当P=7.2 W、T=1.7 ms、F=1.5 Hz时，热影响区和焊缝区平均硬度值最高，约为1300 Hv和1000 Hv，抗拉强度可达363 MPa。

激光喷丸扫描路径前进方向对金属板料大面积激光喷丸效果有着直接的影响。通过ABAQUAS 有限元软件建立拉伸试样残余应力三维分析模型，研究了激光喷丸扫描路径前进方向对AM50 镁合金拉伸试样残余应力场的影响，以及双面同时冲击与双面间隔冲击之间的差异。结果表明，激光喷丸前进方向对残余应力均匀和一致性有决定性影响，并且双面激光同时冲击较双面激光间隔冲击有更好的效果。

为了促进船用高强钢结构激光焊接技术发展，利用光纤激光对8 mm 厚的10CrSiNiCu钢板进行了填丝对接焊接。分析了焊接接头的微观组织形貌与硬度、拉伸、弯曲和冲击等力学性能，研究了焊接热输入对接头组织与性能的影响。结果表明，10CrSiNiCu 钢激光焊焊缝区组织主要为马氏体+铁素体+贝氏体；热影响区粗晶区组织主要为块状铁素体+粒状贝氏体+马氏体。焊接接头硬度分布不均匀，焊缝区硬度最高，热影响区次之。当焊接线能量从5.00 kJ/cm 降至3.64 kJ/cm 时焊缝区硬度从346 HV 增加至396 HV。接头拉伸试样均断裂在母材。3 倍板厚压头作用下焊接试样可正向弯曲约113°，比母材降低近60°。熔合线和焊缝区的低温(-40 ℃)冲击功随着焊接热输入的增加而先增加后减小，在E=4.20 kJ/cm 时熔合线和焊缝区的冲击功最高，分别达到95 J和101 J，冲击试样断口均呈韧性断裂特征。

利用纳秒脉冲激光对铜表面进行打黑处理，并使用分光光度计、光学表面轮廓仪、扫描电子显微镜(SEM)等对试样进行反射率、粗糙程度的测量以及微观结构的观察。选用单向填充式扫描方式研究了不同扫描间距对打黑效果的影响，发现在不同扫描间距条件下，打黑后会形成不同的微观结构(光栅状、近似光栅状、珊瑚状等)，且减小扫描间距可以显著增加吸光率。其中，当扫描间距为10 μm 时，打黑后的样品在200~760 nm 波段的吸光率可达97%以上，在760~1110 nm 波段达到90%以上，而在1110~2500 nm 波段也保持在85%以上。此外，研究了二次填充对打黑效果的影响，发现打黑后样品的吸光率也较第一次打黑有一定提高，且不同填充方向的二次打黑所造成的吸光率的差异随着扫描间距的减小而逐渐减小。

为了研究超声振动对飞秒激光微加工的影响，设计超声辅助装置，进行石英光纤材料的微结构加工试验。探讨不同功率的超声振动对材料加工表面质量及孔深的影响，明确超声辅助飞秒激光加工的作用机理。引入超声振动后，光纤侧面烧蚀的矩形槽壁面更为平整，残留碎屑明显减少，槽或孔的深度有所增加；在超声功率为30 W 时，孔的锥度由7.34°减小到4.17°。结果表明，超声振动能有效改善材料加工表面质量，增加加工孔的深度，提高飞秒激光的加工效率，证明超声振动对飞秒激光加工具有明显的改善作用。

以高纯Cr、Ni、Si粉末为原料，采用激光熔覆技术在奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti表面原位合成制备金属硅化物涂层，分析涂层微观组织结构并测量其显微硬度。采用阳极极化方法评价涂层在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的电化学耐蚀性。在室温滑动干磨条件下评价其耐磨性，以失重表征耐磨性。利用光学显微镜(OM)，扫描电子显微镜(SEM)等手段从显微角度研究涂层的失效行为。结果表明，涂层具有致密的微观多相结构，以Cr₃Si二元金属硅化物为硬质增强相，以Ni基固溶体γ相为塑性增韧基体相。涂层表现出更高的显微硬度。在3.5% NaCl溶液中涂层形成抗点蚀性能优异的钝化膜，使其具有优异的电化学耐蚀性能。在室温滑动干磨条件下涂层拥有更小的失重以及更稳定的摩擦系数，能够与对磨副GCr15发生更少的粘着，从而表现出优异的耐磨性。

钴铬合金是常用的口腔修复体材料，采用选择性激光熔融(SLM)技术成形钴铬合金，研究其硬度变化规律对人工义齿在咀嚼过程中的摩擦磨损分析具有重要意义。探讨工艺参数对钴铬合金SLM 成形件硬度的影响规律，并建立维氏硬度预测模型。实验结果表明，SLM 成形过程中，激光功率对钴铬合金试件维氏硬度的影响最显著，扫描速度次之，扫描间距最小。沿建造方向，晶粒呈柱状排列，生长方向一致，晶粒之间有明显的层状堆叠；沿垂直于建造方向，晶粒呈网格状且排列均匀紧密。随着激光能量密度增大，晶粒尺寸逐渐变大，成形件强度和硬度提高，微观纹理致密且孔洞缺陷明显减少。根据实验数据，建立了维氏硬度预测模型并验证了其有效性。

基于光内送粉技术和KUKA 机器人，采用间歇式光加载、单点直接堆积成形方法，通过切向分层方法得到了0°~60°连续变姿态悬垂和多角度分支线形结构。通过ANSYS 瞬态热力学仿真分析不同激光加载时间下熔池温度变化趋势，并通过试验验证得出最优加载时间。检测结果表明：成形的线形结构尺寸精度较好，截面尺寸均匀，最大相对误差为1.6%，表面粗糙度可达1.98~2.47 mm；对成形件不同倾角处进行微观组织观察表明，其组织均匀致密，无明显缺陷。

镁/钛(Mg/Ti)异种金属既不反应也不互溶的特性制约着两者之间的冶金结合和可靠连接。为解决这一问题并拓宽Mg、Ti的应用，采用富铝镁基焊丝对Mg/Ti实施激光填丝搭接焊，实现了Mg/Ti之间的连接。在此基础上，利用扫描电镜对界面进行观察分析，并利用Miedema二元热力学模型和Toop三元热力学模型对调控元素Al在界面处的扩散及连接机理进行研究。结果表明，在焊丝中调控元素Al的参与下，Mg/Ti界面处形成超薄的反应层，元素线扫描结果显示Al在靠近Ti一侧界面处富集，实现了界面的冶金结合。热力学计算结果显示，在界面处Al-Ti化合物具有更大的析出驱动力，而且Al在富Ti一侧的化学势较低，且Al的界面偏聚导致Al的化学势进一步下降，表明Al的扩散方式为上坡扩散。

采用石英增强光声光谱检测系统，并引入空芯光子晶体光纤作为气体参考气室，实现对痕量氨气的高灵敏度检测。参考气室采用长5 m 的空芯光子晶体光纤，两端熔接单模光纤，内部填充标准氨气。通过分析空芯光子晶体光纤的模态干涉，获得低干涉噪声的透射谱。气体填充过程中，控制填充压强与时间，提高谱线分辨率，完成分布反馈式(DFB)激光器波长的精确锁定，提高检测精度。测量参考气体腔内氨气吸收谱线线宽，并与高分辨率光谱谱线(HITRAN)数据库数据对比验证实验结果。采用光声光谱检测系统，优化调制参数，获得氨气噪声等效浓度(即指体积分数)为6.74×10-6(3σ)。

为了实现强衰减条件下的无线光通信，研究利用单光子探测器检测接收端光信号。在分析门控模式盖革雪崩光电二极管(Gm-APD)工作原理的基础上，基于泊松分布，对单个门内Gm-APD 的触发概率进行研究。根据二项分布，建立了基于单个Gm-APD 的误码率模型，研究了单个门内的信号光子数、背景光子数与信号周期内开门次数对误码率的影响。理论分析与数值仿真结果表明，信号周期内开门次数决定了系统可能达到的最低误码率；误码率随信号周期内开门次数增加呈指数下降；将误码率控制在10^-3相比于10^-9，接收灵敏度将至少提高3 dB。最后通过实验测量了给定条件下的误码率，并与模型仿真结果进行对比，验证了模型的正确性。

光纤作为光信号传输媒介，其具有传输速率高、信息量大等优点，因而在通信领域得到了广泛应用。在此背景下，为满足光纤通信系统的使用要求，对该系统中的帯通滤光膜进行研制。选用Ta2O5和SiO2作为镀膜材料，设计了含有5个谐振腔的带通滤光膜，分析并解决了耦合层膜厚监控的问题。制备的帯通滤光膜在1479~1504 nm 处插入损耗小于0.3 dB，1260~1450 nm 与1530~1620 nm 处透射隔离度分别大于39 dB和31 dB，满足该系统使用要求。

光斑扩展是光束在大气湍流中传输时的一个重要效应。利用光束动态变化测试系统在烟台地区近海面进行了准直高斯光束传输实验，在测量光斑扩展、温度、相对湿度和大气折射率结构常数等数据的基础上，分析了近海面准直高斯光束光斑扩展的变化特征。分别选择不同距离的链路和不同时间段进行实验，分析光斑扩展的变化情况。研究结果表明：近海面大气湍流中的光斑扩展半径与大气折射率结构常数相关性在晴朗时比风浪较大时要好。在风浪较大时，光斑扩展半径与大气折射率结构常数相关性较差，但在一定时刻与温度和相对湿度相关性较好；在链路距离相同的条件下，夜间光斑扩展半径明显小于昼间，且夜间光斑起伏幅度也小于昼间。

为了研究预应力对分布反馈式(DFB)光纤激光水听器水声探测性能的影响，建立了双膜片结构DFB 光纤激光水听器声压灵敏度与预应力关系的理论模型，运用有限元软件ANSYS 仿真分析了水听器动态性能与预应力的关系，加工制作了不同预应力作用下的DFB 光纤激光水听器原型样品，并在消声水池对其进行了实验研究。实验结果表明，随着预应力的增加，DFB 光纤激光水听器的频率响应趋向平坦，当预应力引起的水听器出光波长变化量增大到400 pm 时，水听器在2.5~10 kHz频率范围内的声压灵敏度为136.8 dB±0.3 dB，而预应力继续增大时，水听器的频率响应曲线变化非常小，这与理论分析和仿真结果都吻合较好。

The joint transfer of frequency and one pulse-per-second time signals based on dense wavelength division multiplexing technology is demonstrated over a compensated cascaded fiber link of 230 km, consisting of two stages of fiber links with lengths of 150 km and 80 km . A bi-directional erbium-doped fiber amplifier is inserted in the center of 150 km fiber link to compensate for significant optical attenuation. After every stage has achieved the steady state by optical compensation, the Allan deviation of frequency signal of the cascaded system is 3.1×10^-14 at 1 s and 6.3 × 10^-18 at 10⁴ s respectively; the time deviation of time signal is less than 3.5 ps at an averaging time of 10² s to 10⁴ s. Further, it is verified that the stability of the cascaded link is the standard deviation of the stabilities of the two stages links for both frequency and time signals. After calibration, time synchronization is also realized and the accuracy is within 90 ps.

大口径高通量验证实验平台(以下简称ITB 装置)是我国为开展惯性约束聚变(ICF)研究而研制的激光装置，单束输出能量达到了19.6 kJ(基频发射波长为1053 nm，脉宽为5 ns)。对大口径N31钕玻璃片在ITB 装置400 mm×400mm 单口径片状放大器系统上应用的热特性进行了实验研究，结果表明：在增益系数为5.28% cm^-1高增益情况下，整个激光链路热致动态波前畸变峰谷值dPV 约为5.3 λ，处于变形镜校正范围之内；结合合理设计冷却方案，剩余波前畸变恢复时间约为2.5 h，满足了系统运行发次间隔为4 h的设计要求。

报道了一种针对红绿蓝三原色激光同时敏感的电控全息聚合物分散液晶光栅(H-PDLC)的制备及其特性研究。通过在预聚物液晶体系中同时加入两组不同的光引发剂和协引发剂，孟加拉红与N-苯基甘氨酸、亚甲基蓝与对甲基苯磺酸水合物，以及纳米银颗粒，实现单片样品三波段激光(632.8、532、441.6 nm)激发写入的体全息光栅。实验测量和研究了该液晶光栅的衍射效率和电光特性。此外，通过显示图像的三原色衍射实现裸眼立体显示中左眼和右眼的图像分束功能。实验结果表明，三色聚合物分散液晶体光栅在红绿蓝三个波段均具有较高的衍射效率和良好的电控开关特性，在裸眼立体显示及相关领域有良好的应用前景。

提出了一种用化学气相沉积法(CVD)直接在贵金属表面生长石墨烯，得到石墨烯覆盖金属纳米颗粒的表面增强拉曼基底的方法，并对得到的基底进行了形貌表征、拉曼光谱表征和探针分子表征，从而分析讨论了基底结构的稳定性和增强因子。实验结果表明：制备得到的基底均匀，稳定性好，并且增强因子能够达到107。主要是石墨烯在拉曼基底中起到了保护贵金属而不被氧化的作用，并且能够有效抑制荧光，其化学增强对增强因子也有贡献。

高功率激光装置三倍频时间波形测量采用无畸变的光栅衍射取样技术、高速光电管和示波器探测设备及多通道复用技术，给出了靶场多路三倍频光束的高时间分辨和高动态范围的时间波形测试，详细的测试技术和方法分析对高功率激光装置三倍频时间波形精密诊断提供技术支撑。

为了精确控制曝光剂量，需要精确测量光刻系统的光学透射率。采用了双光路对比的方法进行透射率测量，有效地消除了准分子激光器能量波动带来的透射率测量误差。并通过加入起偏器，消除了准分子激光器偏振态不稳定带来的误差。搭建了深紫外光学透射率测量装置，对1片可计算透射率的光学样品进行透射率测量，其测量结果与透射率理论计算结果基本一致。测量结果显示，该装置的测量重复性可达到0.3%。通过分光光度计对该光学样品进行测量，通过结果对比，该装置的测量结果与分光光度计的测量结果相差0.28%。另外，该装置应用灵活，可以测量光学系统的透射率，具有不受待测光学样品尺寸影响的优点。

针对结构光自扫描测量系统参数标定问题，提出了一种基于共面法的高精度标定方法，能够同时标定系统的内外参数。建立了相机和系统模型，采用张正友方法标定相机和平面棋盘靶标内外参数，针对系统标定需求完成了靶标位置规划，在同一光平面下变换靶标位姿获取共面光条中心点，利用多组中心点数据分别求解各光平面方程。由于多个平面交线不唯一，定义了优化目标函数对振镜转轴在相机坐标系下的表达进行优化求解，求得振镜坐标系与相机坐标系的转换矩阵完成标定。该方法标定过程简单，算法运算量小，便于现场标定。结果表明，标定方法具有较高精度，能够满足测量要求。

折射率是基于Mie理论的前向散射法颗粒测量中的重要参数。为了减小颗粒测量误差，在Mie理论、Debye级数展开以及夫琅禾费衍射理论基础上，分析了相对折射率对散射光能分布的影响方式，揭示散射光能分布宽度随相对折射率的变化呈周期振荡特性，并得到该振荡的经验公式；解释了散射光能分布随相对折射率变化的原因，实验验证结果表明，散射光能随相对折射率变化呈周期振荡特性，振荡周期为π，振荡曲线上极小值对应反演结果更接近标称值。因此，在实际测量中，应尽量选择分散介质，使相对折射率对应的散射光能分布宽度处于振荡曲线的极小值点。

研究了基于激光条纹成像的风速测量技术，根据Fizeau干涉仪透射率函数和大气中的分子散射光谱特征对其优化设计，得到了一套基于任意光束入射的Fizeau干涉仪的系统参数。优化设计结果为Fizeau干涉仪腔长12 mm，平板反射率0.65。最后模拟了该Fizeau干涉仪对分子和气溶胶的联合测量能力。模拟仿真结果表明，在20 mJ、100 Hz重复频率和接收口径200 mm 条件下，风速测量误差为1 m/s，探测高度为17.8 km。

基于三角法的结构光三维测量技术具有较高的精度，但投影光轴和观察光轴之间的夹角在测量过程中可能产生遮挡和阴影，需要通过两次或多次不同方向的测量和拼接解决。与三角测量不同，基于调制度测量的三维面形测量方法采用了垂直测量原理，将投影光轴和观察光轴重合，从而摆脱了基于三角测量原理的光学三维传感方法中阴影、遮挡等限制。对一种连续相移和垂直扫描的调制度测量轮廓术三维面形重建算法进行了研究，分析了这种类型的结构光扫描条纹的特点，基于这种特点介绍了几种同步扫描的调制度测量轮廓术提取调制度及三维重建算法，比较了几种算法的特点，实验表明采用适当的三维面形重建算法，可以在垂直测量的模式下实现115 mm深度测量范围，对被测面积为120 mm×120 mm 检验平面测量，标准差可达0.19 mm。

提出一种基于最小二乘迭代的多波长同时相移干涉测量方法。该方法可以在三个波长光波同时入射的同轴相移干涉测量系统中，对所有波长进行同时相移，通过单色CCD 采集一系列相移量未知的多波长同时相移干涉条纹图，利用最小二乘迭代算法提取出单个波长下的包裹相位分布。结合多波长光学位相解包和降噪处理得到合成波长的相位分布，进而测量出待测物体的三维形貌。对该方法进行了数值模拟和光学实验验证，结果表明该方法实验过程简便、测量精度高、抗噪能力强。

斜率算法对哈特曼-夏克传感器非常重要，而基于归一化互相关斜率算法的哈特曼-夏克传感器可满足强噪声情况下点光源和扩展目标的斜率探测需求。为解决互相关斜率处理器可移植性差的问题，提出用多核中央处理器(CPU)来实现斜率探测。在优化归一化互相关算法的基础上，编程实现斜率探测，并从多核并行和运算向量化两方面优化程序，提升斜率提取速度。当模板分辨率为9 pixel×9 pixel时，优化程序在Intel(R) Core(TM) i7-3770k四核计算机上运行，完成400 个15 pixel×15 pixel的子孔径斜率提取，用时约为340 μs。搭建了自适应光学系统，对优化后的斜率算法进行系统闭环测试。结果表明，使用多核CPU 的相关哈特曼-夏克自适应光学系统能在强噪声环境下进行有效的波前校正。

研究宽带信噪比和有效功率谱宽度对最大似然(ML)法多普勒频率估计结果的影响，采用探测概率和正确估计频率标准差来描述ML 算法对仿真信号和实验数据的处理性能，并与周期图最大值(PM)法所得结果进行比较。经理论仿真和对中国科学院上海光学精密机械研究所1.5 μm 全光纤相干测风激光雷达实测数据的反演处理，结果表明,高谱宽度下，ML算法的正确估计频率标准差与相比PM 可降低0.5 MHz，达到90%的探测概率所需宽带信噪比ML 算法与PM 算法相比低2 dB。表明ML 算法的正确估计频率标准差能与PM 算法相比不高于1.1 MHz，探测概率高9%。要获得风速精度小于1 m/s同时探测概率在80%以上，所需宽带信噪比大于-14 dB。

关联成像的成像机制决定了其成像需要进行大量的测量，测量次数越多成像质量越好，但成像时间较长。为此提出多波长光源关联成像系统，能够从系统结构的角度来降低关联成像的成像时间，每一个波长的光所对应的探测器并行地进行关联成像的测量。通过实验证明：当光源包含三个波长光时，相同时间内对同一目标进行成像，相比传统的单波长关联系统，关联成像的对比度提高36%，衬噪比提高66%。

分析了传统Pound-Drever-Hall (PDH)激光稳频方法的工作原理，设计了一种基于正交解调原理的PDH 激光稳频方案。该方案采用直接数字频率合成器同时产生两路频率均为10 MHz 的正弦和余弦信号，其中正弦信号分为两路：一路用于驱动电光相位调制器以产生相位边带，另一路与余弦信号一起作为相位解调的参考信号。经相位调制后的激光束耦合进入F-P 参考腔，所产生的光外差干涉信号由光电探测器进行探测，其输出信号分别与两路正交参考信号进行混频，经低通滤波后得到误差信号的两个正交分量，二者经A/D 转换后进入微处理器进行正交相敏检波运算，即可得到PDH 稳频系统的误差信号。建立了正交解调PDH 激光鉴频实验系统，对F-P 参考腔的腔长进行线性扫描，观察到了鉴频曲线，其鉴频灵敏度为1.82 V/MHz，最大频率变化量为5.48 MHz。实验结果表明，所设计的正交解调PDH 稳频方案可行。

大型光学天文望远镜中存在由于不同坐标系转换造成的物方视场旋转和望远镜内部光路中折轴平面反射镜之间的相对转动造成的像方视场旋转。为了提高空间分辨率和获得稳定的图像，需要对视场旋转进行补偿(消旋)。采用K 镜作为消旋器件，并通过矩阵方法分析其消旋原理及消旋条件，由此把K 镜分为两种结构：对称式和非对称式。与棱镜类似，K 镜对系统光轴和成像有影响。在设计时，K 镜的口径、体积和角度需要考虑加工装调和望远镜整体光路的要求，在满足要求后，可进行一定的优化。用Zemax 可实现对K 镜的光学设计，最后用空间几何关系来计算装调误差，并利用MATLAB 和Zemax得到误差分析结果。