相比传统监测手段，光纤传感器具有灵敏度高、本质绝缘性高、抗电磁干扰能力强等优势，但基于光纤布拉格光栅的湿度传感器易受温度和应力影响，存在湿度测量误差大、稳定性差等问题。针对这些问题，提出了一种单光栅半涂覆温湿度传感器的制备方法。首先，在光栅的一半栅区上涂覆湿敏材料，另外一半栅区为裸光栅。然后，对裸光栅的反射光谱峰值曲线进行高斯拟合，建立环境温度与中心波长λ的函数关系。最后，分析了光栅反射光谱曲线和峰值功率围成的面积S与不同环境湿度的关系，建立面积S与环境相对湿度的函数模型，并采用温湿度发生器对传感器进行测试。实验结果表明，在10%RH~90%RH（%RH为相对湿度）范围内，该传感器具有较好的重复性，湿度监测灵敏度为2.95/%RH，响应时间为6.6 min，满足仓储等行业对温湿度的监测需求，为相关领域的温湿度监测提供了一种新的解决方案。

指纹识别是一种广泛应用的生物特征识别技术, 但现有指纹身份识别装置由于容易被指纹膜欺骗而存在安全问题, 手指表面弄脏、 太湿或者磨损也会导致识别失效, 存在鲁棒性差的问题。 手指内部220～550 μm的皮肤层, 具有表面(外部)指纹相同的拓扑特征。 这些内部层, 充当“主模板”导致外部指纹按照它的形状生长, 另外, 手指内部的汗腺和微血管结构也和指纹有跟随形状。 这些皮下指纹, 和对应层面的汗腺等组织结构, 具有终生不变性, 我们称之为内指纹。 内指纹难以仿制, 可以用于准确而高度鲁棒的生物身份识别。 但是目前报道的用扫频层析术获得内指纹图像, 由于对二维正面图像提取需要扫描, 并最终从三维指纹结构中重构正面图像, 数据量大, 提取速度太慢, 限制了其实用性。 提出一种基于宽光谱干涉显微术的手指皮肤下内部指纹成像系统, 以宽光谱弱相干白光激光实现3.5 μm轴向分辨率, 采用低数值孔径的光路提高了穿透深度, 利用光源空间非相干性和阵列探测器无需扫描一次性获得6.14 mm×6.14 mm的内指纹图像, 实现了0.4 s每帧的快速读取, 并以三维分层图像展示了手指内部指纹, 及其汗腺结构等特征, 该工作确认了宽广谱干涉显微术快速提取内指纹用于生物识别的可行性, 为高安全度生物识别提供了新方法。

介绍了运用神经网络进行模式识别的基本原理，将主成分分析法和BP神经网络相结合，提出矿物油三维荧光谱鉴别方案，并进行了系统设计,建立了基本的模型框架.选取矿物油三维荧光谱的特征参量，组成原始特征向量，采用主成分分析法进行预处理，而后选取主成分运用BP神经网络实现油种鉴别.该方法减少了输入变量的维数，消除了各输入变量的相关性，同时简化了网络结构，提高了程序运行的速度.通过实例进行了分析，结果证明该方法有效地实现了矿物油三维荧光谱的油种鉴别，同时该系统也可用于其它物质的光谱识别技术领域.

为了克服基于传统光学成像技术设计的手持式混凝土裂缝宽度测量系统焦深小、准确调焦困难，以及由于存在像差和混凝土表面凹凸过大致使视场内图像无法完全清晰等缺陷，采用波前编码技术重新进行缝宽检测系统的设计，以便有效地拓展景深(焦深)。讨论了波前编码立方型相位板规一化参数及其与实际系统相位板设计参数之间的关系，利用CODE V光学设计软件完成了手持式裂缝宽度波前编码测量系统的设计，加工制作了立方型相位板并进行了初步实验。实验表明，采用基于单透镜的波前编码系统设计，在满足分辨率为50 μm，F数为6的前提下，可将景深拓展为15 mm，达到传统光学系统相同F数时景深理论值的4.5倍。该系统能够满足混凝土结构裂缝宽度测量中扩大景深和成像的基本要求。

波前编码成像系统因能够在不降低系统分辨率和入射光能量的情况下扩大非相干光学成像的景深(焦深)而倍受关注。在波前编码技术理论的基础上，以波前编码成像系统离焦时的MTF和未离焦时的MTF的均方差来表征系统离焦时的MTF一致性，即系统的离焦不变性，分析得到了三次相位板系数的合理选取范围。利用模糊函数的性质和系统传递信息能力分析相位板系数的选择对系统传递信息的影响，从而确定三次相位板参数选择的依据。

设计了一种基于940 nm红外光主动照明的抗干扰成像系统，克服了环境光的变化对生物特征识别系统采集目标图像数据的一致性带来的影响，对其系统结构组成和工作原理进行了阐述.通过实验分析表明，该系统所成图像具有高信噪比和数据一致性，可有效提高图像识别的准确度和识别率，对生物特征识别技术的应用拓展具有重要意义.

讨论了激光制导无源角度欺骗干扰系统——转移光纤干扰系统的工作原理，重点分析了系统干扰效果的功率比、延迟时间等参数。分析表明：只要合理选取光纤接收的覆盖面积和假目标的反射系数，假目标反射的激光功率可满足干扰要求；几个微秒的延迟时间远小于导引头脉冲录取波门宽度，导致进入波门的几率极高。证明了系统干扰的可行性，探讨了目标若采取伪装措施和转移激光直接向空间发射等手段，干扰效果可进一步提高。

针对常规综合鉴别函数制作的复合匹配滤波器，对不同旋转角度的训练样本输出的相关峰值波动性较大，不便于后续探测和处理等问题，对常规综合鉴别函数到编码匹配滤波器的编码转化过程进行分析，找到导致相关峰值波动的原因，提出改进方法，即在计算综合鉴别函数的线性组合系数时将编码运算也考虑进去，并根据滤波器对各训练样本相关峰值的倒数来确定线性组合系数。计算机仿真结果表明：改进后的方法降低了复合滤波器对不同旋转角度样本输出相关峰值的波动性，提高了相关峰自动判别的准确性。

针对利用光学相关器识别运动多目标的精确定位问题,提出了参考图像目标置中的匹配滤波器设计方法.该方法根据场景图像中目标位置、匹配滤波器中参考目标位置和相关峰位置之间的关系,采用将目标放置在参考图像中心以克服单一目标和运动多目标识别过程中相关峰的不确定偏移.实验结果表明,在范德卢格特型光电混合相关器中,采用该方法设计匹配滤波器可以使相关峰位置与目标位置一一对应,并且能够直观的实时显示出被识别目标在场景图像中的位置,提高了运动目标的定位准确性和跟踪稳定性.

针对传统的激光脉冲编码激光器通常采用脉冲重复频率编码易受干扰的技术现状,提出了采用脉宽可调激光器进行激光脉冲宽度编码的新构想.并由此进一步提出了一种采用快速电光削波技术的脉宽可调激光器作为脉宽编码激光器的实现方案,这种脉宽编码激光器由种子激光源,电光削波组件及激光放大器组成,用可编程控制器控制延迟电路来改变普克尔盒电极上的电脉冲宽度,最终实现输出激光脉冲的脉宽可调.完成了这种脉宽编码激光器及其实验系统的理论设计.初步的分析结果证实了该方案的可行性.