在正交偏振光谱（OPS）微循环成像系统的基础上, 提出了通过改变信号光的偏振态来实现成像深度的选择。 传统的OPS系统利用的是正交线偏振光, 只能获得图像在某一断层的二维信息, 但作者通过控制系统起、 检偏单元椭圆偏振光的椭圆度, 可以在不进行机械扫描的情况下将成像光束聚焦在不同的断层, 从而获得不同深度处的组织信息。 构建的变偏振光谱成像系统将光源发射光谱与红血球吸收光谱相匹配, 可以实现微血管的探测, 且具有较高的信噪比。 对一块含标记物的猪肉脂肪进行实验, 并通过图像处理得到了对比度与信号光偏振态间的定量关系。 实验结果表明: 椭圆度由0°～45°增大, 即从线偏振光向圆偏振光转变的过程中, 对比度逐渐增大, 可探测到的最大深度增大。 最后利用该系统, 对裸鼠耳廓微血管进行了变偏振光谱测量实验, 实验证明了控制偏振态可以实现对血管不同深度的探测, 为微血管断层光谱成像提供了一种新的研究手段。

设计并实现了一种对正交信号进行高速相位检测的FPGA电路，并将其成功应用于 自制单频激光干涉测长系统中。该电路主要采用CORDIC算法并使用流水线结构，同时为了矫正 实际测量时正交信号存在的畸变，增加了信号修正处理部分。仿真和实验结果表明该电路稳定可 靠，满足高速、高精度相位检测的需求。

研究了基于半导体光放大器(SOA)结合延迟干涉仪(DI)结构的全光波长转换。分析了SOA-DI结构的工作原理和DI参数的作用, 进行了10 Gb/s和40 Gb/s归零码全光波长转换实验研究。实验结果表明, 基于SOA中交叉增益调制(XGM)效应实现的波长转换为反相转换, 输出信号消光比较低, 当工作速率较高时波长转换信号质量明显恶化。而SOA-DI结构可实现同相波长转换并可改善波长转换信号的消光比, 从而改善单个SOA实现波长转换的性能并提高系统的工作速率, 该结构还具有结构简单、可光子集成等优点。

研究了160 Gb/s 光时分复用(OTDM)系统的解复用技术。针对160 Gb/s速率的特点,对高非线性光纤(HNLF)的光纤环镜(NOLM) 特性及解复用进行了数值仿真。计算了低信号光时间抖动下解复用误码特性对时钟与信号的走离及时钟功率的依赖关系。计算了三种走离值消光比随时钟功率增加的变化趋势并给出：存在一个能获得最大的解复用窗口消光比、并能降低相邻信道串扰的合适的时钟功率范围。利用自制的基于电吸收调制器和压缩技术的超短光脉冲源建立了160 Gb/s OTDM实验系统,测量了不同信号光功率下NOLM的消光比,它基本不随信号增大而变化,在信号功率为7.3 dBm时仍大于23 dB。利用上述装置实现了无误码的160 Gb/s到10 Gb/s全光解复用。

与传统光谱仪相比，小型光谱仪在性能上存在着较大的差距，光度准确度较差、信噪比低等问题限制了其在弱光检测中的应用。分析小型光谱仪的噪声来源及其抑制方法，结合CCD设计了其致冷结构，并采用半导体致冷技术对自行设计的小型光谱仪进行了降噪处理。测量了不同温度下CCD的暗电流，发现致冷对CCD噪声起到很好的抑制作用；在此基础上，参照分光光度计的国家机械行业标准和计量检定规程，测量了致冷条件下小型光谱仪的光度噪声和基线平直度。结果表明：致冷能有效地提高仪器的性能，实验用小型光谱仪的光度噪声为±0．002 Abs，基线平直度为±0．004 Abs。

鉴于微循环图像成像质量的提高是微循环检测仪器实用化的关键，提出一种新的微循环检测方法及装置。利用基于该原理的正交偏振光谱成像仪器进行了实验，得到对比度清晰的甲襞微循环图像。用线性偏振光聚焦照射被测生物组织时，从组织表面反射回来的光保持了其偏振态，被放置在CCD前的偏振方向垂直的检偏器屏蔽掉；从组织内部返回的光发生复散射后退偏，通过检偏器成像。选择光源波长，使其落在红血球的吸收谱范围内，即可得到清晰的生物活体浅表面微循环图像。

根据CCD相机模拟通道噪音的非相关性，提出通过并联多个相同的模拟通道来降低模拟通道噪音的方法，并对此进行实验研究。通过实验测定实验装置中噪音的分布情况，得出并联双通道和并联三通道时噪音的改善因子为1．354和1．65，符合理论值。实验还显示，改善因子随模拟通道中可编程增益放大器增益的增加而减小，并对此现象进行分析。通过对改善因子与理论值的偏差进行分析，指出电源噪音、较高的转换速度及温升是造成偏差的主要原因。

介绍了表面等离子体谐振(Surface Plasmon resonance，简称SPR)传感的基本原理，利用衰减全反射方法搭建了一种成像式SPR装置，进行了溶液浓度的测量，通过引入Gabor滤波方法，对采集到的图像进行方向性滤波预处理，显著地抑制了相干噪声，提高了检测稳定性和分辨率。通过重心法计算谐振角，得到装置浓度灵敏度为。

针对传统的相位式激光测距仪电路设计复杂、精度难以保证的缺点，把现场可编程逻辑门阵列(FPGA)器件和直接数字频率合成(DDS)信号发生技术应用于传统的相位式激光测距仪的电路设计中，实现了一种结构简单、体积小、可靠性高的短程激光测距系统，测量精度为cm量级。对测距系统误差的主要来源和进一步研究的方向进行了分析。

报道了对10 Gb/s恶化数据信号的全光3R(再放大、再定时、再整形)再生的实验研究。针对利用基于半导体光放大器的注入锁模环形激光器进行时钟恢复时的码型效应问题，提出了利用梳状滤波器对信号进行预处理。利用这个技术极大的减小了由于码型效应造成的时钟信号的幅度和时间抖动，从恶化的数据信号中恢复出无码型效应的高质量光时钟脉冲。信号整形的关键是光判决门，性能良好的判决门可以进一步提高信号的消光比、减小抖动。研究了基于电吸收调制器的信号再整形。利用上述器件构成的3R再生器，实现了10 Gb/s恶化信号的全光3R再生。