Reconstruction the computer generated Fresnel hologram of complex 3D object based on compressive sensing (CS) is presented. The hologram is synthesized from a color image and the depth map of the 3D object. With the depth map, the intensity of the color image can be divided into multiple slices, which satisfy the condition of the sparsity of CS. Thus, the hologram can be reconstructed at different distances with corresponding scene focused using the CS method. The quality of the recovered images can be greatly improved compared with that from the back-propagation method. What’s more, with the sub-sampled hologram, the image can be ideally reconstructed by the CS method, which can reduce the data-rate for transmission or storage.

提出了利用二维彩色图像和深度图生产计算菲涅耳全息图的方法。把二维彩色图像按深度图分为多层物面信息，并把每层物面深度值转换为菲涅耳衍射距离。根据层析法原理，采用单步菲涅耳衍射算法，即可得到三维场景的计算全息图。研究结果显示该方法可以正确地对复杂三维场景进行全息图的记录和再现。利用强度叠加法对再现像进行散斑去除，提高了再现三维图的质量。

研究结构化光纤Bragg光栅（FBG）在折射率（RI）呈线性分布的液相介质环境下的响应特性。数值仿真结果表明，结构化FBG的反射谱特性强烈依赖于液相介质折射率（RI）的线性分布函数的某些特征参数，比如液相介质的RI沿FBG轴向的分布梯度、RI在FBG两端的差值等。基于理论仿真结果，建立了结构化FBG在低RI区（1.330~1.360）对液相介质的RI梯度进行测量的线性近似理论模型。通过相关实验研究，证明了理论仿真和分析的合理性及基于结构化FBG的RI梯度传感器在现实应用中的可行性。

基于光波导理论与光纤布拉格光栅(FBG)的模式耦合理论，对倏逝波FBG传感器的能量衰减特性进行了分析研究。最后得到了FBG的归一化反射率的表达式，它是外部介质折射率(SRI)和FBG纤芯直径的函数。理论仿真显示FBG归一化反射率会随着SRI增大和FBG腐蚀程度的加深而减小，呈非线性关系。实验结果也证明增大SRI(小于包层介质折射率) 或者增大FBG的腐蚀程度都会使光纤纤芯中的传输能量减小，增强倏逝波与外部媒介的相互作用，从而增加传感器的灵敏度。

研究单端腐蚀光纤布拉格光栅（FBG）在低折射率区（约1.333～1.360）对折射率与温度同时测量的理论模型，分析其主要结构参数对折射率灵敏度和线性度的影响，建立相应的线性近似理论和误差分析方法。理论仿真结果表明，可通过减小腐蚀区的直径或选择光栅周期较大的FBG制作传感器来提高折射率灵敏度，但这同时会降低传感器的线性度及增大折射率灵敏度的理论误差。在此理论分析基础上，设计并制作一个单端腐蚀FBG，进行相应实验研究，实验结果与仿真结果一致。