装备精密制造、空间导航定位和卫星编队等领域要求激光干涉仪的测距精度在几千米到几百公里范围内达到pm量级，这是传统激光测距技术无法达到的。因此，利用等间隔多光谱光频梳特性，基于多波长激光干涉测量原理和双光学频率梳外差干涉测距数学模型，研究相位测量不确定度、空气折射率不确定度和信号重复频率引起的不确定度等因素对距离测量不确定度的影响。结果表明：距离测量不确定度会随温度的增加、压强的增大、二氧化碳体积分数的升高而减小；相比传统光学频率梳干涉测距法，温度越高、压强越大，双光学频率梳外差干涉测距法的距离测量不确定度下降越明显，当二氧化碳每立方米的体积分数在0.75%~0.80%范围内时，两种方法的距离测量不确定度趋于一致。

针对激光器线宽对空间相干光通信系统性能的影响,提出了激光器线宽影响空间相干光通信链路传输误码率的计算方法。研究了湍流大气中激光器线宽对链路传输误码率的影响,建立了大气湍流中空间相干光通信链路传输误码率模型。分析了不同参数影响下激光器线宽对误码率的影响,通过计算发现,线宽增大1倍,误码率增加2.7倍左右;线宽增大一个数量级,相应的误码率也增大近一个数量级。

为研究空间相干光通信的信噪比受本振光功率、探测器特性和光波偏振态的影响，对探测器在不同工作状态下以及光波偏振态变化时的信噪比进行了研究，讨论了在不同工作状态下探测器特性参数和本振光功率对信噪比的影响，并通过实验验证了本振光功率和光波偏振态对信噪比的影响。结果证明空间相干光通信中探测器特性参数限制了本振光功率的取值，实际最大信噪比小于理论值，最佳本振光功率大于理论值，且两光束的偏振方向越接近，输出信噪比越大，最佳本振光功率越小。

光外差探测效率不仅与大气湍流有关，还与信号光及本振光在探测器光敏面上的分布特性有。对不同光场分布下大气湍流对外差效率的影响进行了分析对比，讨论了湍流影响下外差效率随探测器半径的变化关系。结果表明: 当信号光和本振光为Airy+Gauss 模型时，大气湍流对外差效率的影响最小，且外差效率达到最大值后不随探测器半径的增大而变化；Airy+平面波模型受湍流的影响最大，即使在弱湍流下外差效率下降也十分迅速，最大可下降95.13%。

为了准确计算出镀膜过程中每层膜的折射率，介绍了实时监控过程中确定膜层折射率的2种方法：一种是由实测的透射比光谱直接反算出膜层的折射率；另一种是用最小二乘法的优化算法实时拟合折射率。试验结果表明：在线反算适合单点监控，所得折射率误差小于2%。然而在实际镀膜过程中，由于宽带内膜层参数误差较大，一般大于25%。为此，采用最小二乘法拟合，即在整个宽光谱范围内采集每个波长点的信息，所得结果误差很小，一般都在2%～5%之间，有时可达到10%，在很大程度上提高了实际镀膜时膜厚监控的精度。