介质阻挡放电系统(DBD) 作为一个典型的非平衡气体放电系统, 不仅在工业生产如低温等离子体生产和发光等方面被广泛应用, 而且该系统表现出的非线性现象、 自组织现象也吸引人们的关注。 DBD系统中放电丝的等离子体参量受诸多因素影响, 为了探究DBD系统的放电条件对等离子体参量的影响, 该实验重新设计放电单元以保证在其他实验条件相同的情况下, 对放电气隙间距和气体组分与等离子体参数之间的关系展开研究。 本实验的放电单元为一个平板型玻璃框架气隙, 该气隙由三个厚度均为1.2 mm, 放电区域边长分别为40, 30和20 mm的正方形玻璃框架复合而成, 因此该放电气隙有三个放电区域, 将此复合气隙放置于可调节气体成分和压强的真空室内, 可以同时产生三种放电气隙间距分别为1.2, 2.4和3.6 mm的等离子体放电丝。 高速录像机拍摄的瞬时照片表明三种放电丝均为随机放电丝, 即其放电类型均为流光放电。 在垂直于放电气隙平面的方向设置光路, 使用聚焦透镜获得清晰的成像, 移动光纤探头实现空间分辨并采集数据。 实验用光谱仪采集三种等离子体的氮分子第二正带系(C3Πu→B3Πu) 谱线, 根据谱线强度计算得到各类放电丝的分子振动温度; 利用谱线中包含的氮分子离子N+2第一负带系谱线(391.4 nm)和氮分子第二正带系394.1 nm谱线强度的比值反应放电丝中电子平均能量; 改变气室内氩气的含量, 得到了三种等离子体的分子振动温度和电子平均能量的变化趋势。 实验结果表明: 在氩气含量0%~60%区间内, 随着氩气含量的增加, 三种等离子体的分子振动温度均先升高后降低, 整体趋势表现为相同氩气含量下放电气隙间距越小分子振动温度越高, 即1.2 mm气隙厚度中的放电丝的分子振动温度最高, 2.4 mm气隙厚度次之, 3.6 mm气隙厚度的最低; 随氩气含量的增加放电丝的平均电子能量先升高后降低, 氩气含量相同时气隙厚度越小的放电丝的电子平均能量越高, 即1.2 mm气隙厚度中放电丝的电子平均能量最高, 2.4 mm气隙厚度的次之, 3.6 mm气隙厚度中的最低。 实验结果对于研究DBD系统中等离子体参量、 工业生产等方面具有重要的参考意义。

研究了用于纳米测量的激光干涉仪中光学波片对非线性误差的影响，基于琼斯矩阵理论建立了多波片的误差分析模型，分析了λ/2和λ/4波片引起的干涉仪非线性误差，对波片位置引起的非线性误差进行了实验研究。结果表明，波片位置调整精度对干涉仪测量影响巨大，在0~5°范围内，λ/2波片和λ/4波片引起的非线性误差分别为6.5 nm和9.5 nm。上述研究结果为单频偏振激光干涉仪光路调整及非线性误差的补偿提供了参考。

提出一种偏振激光干涉仪的误差校正方法，可实时地对干涉信号的非线性误差进行校正。由于单频激光干涉仪中的光电元件存在的参数误差和位置误差以及外界环境因素的影响，使得输出的4路干涉信号的正交性受到破坏，产生了非线性误差。基于椭圆匹配原理，给出了非线性误差的校正算法和判据。对干涉信号的参数特征进行实时地统计与估值，并借助于对干涉条纹实现16384点细分，从而得到皮米级的位移测量分辨力。搭建了零差偏振激光干涉仪及振动实验装置，对校正前后的信号进行了对比实验。结果表明，经过非线性校正干涉仪信噪比提高超过30 dB，测量的分辨力优于10 pm/Hz^1/2。

提出了一种正交偏振干涉仪中光学元件位置固定与性能检测的方法，用于亚纳米级测量分辨力激光干涉仪的光路系统集成及其性能评价。构建了光学干涉仪在线检测与评价系统，基于强度检测方案，实时地对干涉仪输出的四路偏振光信号强度、干涉条纹可见度以及各路干涉信号之间的正交状态进行检测，并完成了小尺寸正交偏振激光干涉仪的光路集成；分别对分立式与集成式干涉仪的稳定性和微弱振动信号测量进行了对比实验。实验表明，集成式激光干涉仪的测量分辨力可达10 pm/Hz，信噪比优于分立干涉仪10 dB，稳定性明显提高。

基于数字相位载波调制(DPGC)原理，建立了激光干涉振动测量系统及其信号解调的软硬件处理平台，以24 位数字信号采集卡配合64 位PC 处理器作为硬件电路的核心，实现了参考波形的发生与待测信号的实时采集，利用LabVIEW 软件平台构建了DPGC 算法，实现了振动信号的实时解调。实验结果表明，基于PC 平台的DPGC信号解调方法，降低了传统的模拟PGC 技术中模拟乘法器和微分器等硬件电路的漂移和噪声，提高了信号解调精度，改善了系统信噪比，实现了对频率范围10~200 Hz 低频振动信号的高精度测量，其分辨力达到0.14 nm，动态范围达到120 dB。