制备了胶体晶体,并利用胶体晶体的光子带隙对折射率传感进行了实验研究。从理论上分析了胶体晶体光子带隙中心波长的变化与折射率的关系。通过设计模具制备了胶体晶体-光纤结构,用扫描电镜对胶体晶体的表面进行了观察,并测量了胶体晶体的光子带隙的位置。结果表明胶体晶体的光子带隙的测试结果与理论分析相一致。设计了实验装置,利用光纤间的耦合对胶体晶体的光子带隙的变化进行了测试和分析。结果表明SiO2胶体晶体光子带隙的中心波长为1445.5nm,且在不同折射率液体环境下,其中心波长发生移动,能够形成新的传感机理。对胶体晶体在液体传感上的应用进行了探索。

研究了基于迈克尔逊干涉条纹对比法测量微位移的实验。用He-Ne激光器、反射镜和分束镜组成的干涉光路, 其中一个反射镜固定在被测物体上, 通过被测物体的移动带动反射镜移动使干涉光路发生变化, 从而导致干涉条纹的改变。在形成干涉条纹的位置利用线阵CCD采集干涉条纹图像, 用序列图像对比的方法对图像进行处理和计算, 得出被测物体的微位移。实验表明利用序列图像对比的方法测量微位移, 方法切实可行、测量准确度高、测量的精度能够达到微米量级。

研究了基于法布里珀罗(F-P)腔的干涉光纤瓦斯传感系统。利用微电子机械系统(MEMS)技术在硅片上制作含笼形分子A的聚合物，然后与光纤端面构成F-P腔。 基于笼形分子A的聚合物对瓦斯吸收和敏感的特性，通过分析干涉波长峰值的变化，获得浓度与波长的关系。从理论上分析了传感机理和通过瓦斯传感实验评价传感性能，以瓦斯气体样品验证其有效性。测量并对数据分析处理，解调出包含在干涉信号中的信息。实验结果表明，该传感器具有高的灵敏度和可靠性，并且该传感器具有较快的响应时间。

利用紫外CCD光学多道分析器, 测量了云覆盖条件下的太阳紫外辐射光谱, 着重研究了云对太阳紫外辐射光谱的影响。 光谱分析结果表明, 太阳紫外辐射光谱强度受云的影响而衰减: 太阳紫外辐射光谱强度衰减依赖于波长, 且随波长的递减而减小; 云量越大, 衰减越强; 波长在315 nm以下波段的太阳紫外辐射光谱强度受云影响相对较小。 研究结果有较重要的实际应用价值: 利用太阳紫外辐射光谱研究大气成分时, 应该选择受大气环境影响较小波段的太阳光谱进行研究。

利用自行研制的紫外CCD光学多道分析器对太阳紫外辐射光谱进行探测。对太阳紫外辐射光谱进行的初步分析表明：太阳紫外辐射在一天内早晚小中午大，与太阳天顶角（SZA）变化呈相反相关；不同波段的辐射量不同，长波段的辐射量一般比短波段的辐射量大；太阳紫外辐射光谱强度受云的影响而衰减，且衰减依赖于波长，随波长的递减而减小。紫外CCD光学多道分析器不仅能够用于监测太阳紫外辐射总辐射量，而且可以精确分析各波长的辐射量，以及在不同大气状况下各波长辐射量的相对变化情况。

利用动态激光散斑法研究了白蛋白的酸致变性过程。基于动态散斑理论模拟生成了动态散斑序列图；利用模拟和实验散斑图生成的时间序列散斑图及其灰度共生矩阵对白蛋白的酸致变性过程进行了分析；最后用灰度共生矩阵的惯性矩和不同阶段的4幅散斑图的平均对比度图分析了不同阶段白蛋白胶体溶液中微粒数量和尺寸的变化。理论模拟和实验研究显示，在白蛋白酸致变性过程中，胶体溶液中的蛋白质微粒的运动由剧烈逐渐变得缓慢；同时，微粒数量减少而微粒尺寸增加。研究结果表明，动态激光散斑法是一种实时、快速、有效地研究白蛋白变性过程的新型检测手段。

研究了亚像素数字散斑相关测量中整像素搜索窗口、拟合窗口、散斑尺寸等因素对曲面拟合法测量精度的影响。采用二元二次多项式曲面拟合方法，利用计算机生成的模拟散斑图像，对水平位移分别为0.1，0.3，0.5，0.7，0.9 pixel的图像进行了研究。结果表明，最佳搜索窗口为31×31～51×51 pixels，最佳拟合窗口为3×3 pixels，散斑图的平均散斑尺寸为2 pixel时，能较容易地实现相对误差小于5%的目标。而在高斯噪声免疫力方面，0.9 pixel以上的位移具有较强的免疫力。在散斑相关测量精度要求不是很高(>1 μm)的情况下，曲面拟合法是一种非常适合的方法。

大气、海水及生物组织等都属于浑浊介质，浑浊介质的光学特性表征是近年来的研究热点。从浑浊介质光散射特性的散斑表征、散斑偏振技术的应用及在医学生物学中的应用三个方面综述了浑浊介质光学特性的激光散斑表征方法及其进展。

利用基于小波熵的动态散斑方法研究了白蛋白的热变性过程。采用CCD相机得到了白蛋白热变性过程中的动态散斑图序列; 用动态散斑图序列生成了时序散斑图(THSP),再以小波熵为参数,将THSP的每一行分为8个时间窗口,利用db4正交小波对每个窗口进行了三级小波分解,得到了256×256×8的三维小波熵值矩阵。对小波熵值矩阵图像化为8幅256×256的灰度图,直观分析了动态散斑信号的变化规律,进而分析了白蛋白热变性过程中蛋白质分子系综的运动特性。结果表明,利用基于小波熵的动态散斑方法,能对白蛋白热变性过程中蛋白质分子的运动及凝聚过程进行初步的定量分析和研究。该方法是研究溶液中微粒运动的有力手段。