为了解决结构光三维重建中传统立体匹配存在的特征点匹配错误、匹配缺失和匹配重复等问题，本文将SURF算法中高斯滤波改进为自适应中值滤波结合小波变换，并提出了一种基于OKG算法的二次特征匹配方法。该算法首先使用自适应中值滤波结合小波变换算法对图像进行平滑和降噪处理，再进行初步特征点提取和匹配，然后将构建的尺度空间划分成多个网格，在每个网格内使用FAST算法提取尺度空间特征点，使用ORB算子提取左右图像的特征点，用BRIEF描述子对其进行描述，采用K-D树最近邻搜索法限制特征点选取，通过GMS算法剔除误匹配点。最后，将本文SURF-OKG算法与传统特征匹配算法进行对比分析，并对阶梯块进行三维重建来验证本文算法的有效性。实验结果表明：SURF-OKG算法的正确匹配率为92.47%；对阶梯宽度为40 mm，精度为0.02 mm的阶梯块进行三维重建，实验测得阶梯宽度的误差均值为1.312 mm，最大误差值不超过1.72 mm，基本满足结构光三维重建系统的实验要求。

A simple quasi-distributed fiber sensing interrogation system based on random speckles is proposed for weak fiber Bragg gratings (WFBGs) in this work. Without using tunable lasers or spectrometers, a piece of multimode fiber is applied to interrogate the WFBGs relying on the wavelength sensitivity of speckles. Instead of the CCD sensor, an InGaAs quadrant detector serves as the receiver to capture the fast-changing speckle patterns. A supervised deep learning algorithm of the multilayer perceptron architecture is implemented to process speckle data and to interrogate temperature changes or dynamic strains. The proposed demodulation system is experimentally demonstrated for WFBGs with 0.1% reflectivity. The experimental results demonstrate that the new system is capable of measuring temperature change with an accuracy of 1°C and achieving dynamic frequency of 100 Hz. This speckle-based interrogation system paves a new way for distributed WFBGs sensing with a simple design.

针对桥梁加速度传感器原位校准时标准传感器的选取问题，提出了一种基于圆弧摆线铰链的双光纤光栅加速度传感器。通过力学模型分析传感器谐振频率与灵敏度，根据桥梁原位校准要求对传感器结构进行参数优化，并进行静应力分析、模态分析和谐响应分析，最后制作传感器实物并进行标定。实验结果表明：传感器谐振频率为460 Hz，灵敏度约为43 pm/g，横向干扰能力程度5.7%，可用于桥梁上加速度监测。

针对光纤光栅应变传感器测量桥梁结构动态应变值的准确性问题，提出了一种动态激励下的光纤光栅应变传感器的校准方法。采用等强度悬臂梁模拟桥梁结构，在等强度悬臂梁末端瞬间悬挂不同重量的砝码来模拟桥梁上汽车产生的动态激励。以电阻应变片作为参考传感器，光纤光栅应变传感器作为待校准传感器，将这两个传感器的测量数据序列进行比对。针对传感器的测量数据序列出现的时间错位问题，采用互相关算法对参考传感器和待校准传感器的测量数据进行数据匹配。在光纤光栅应变传感器有初始值的情况下进行测量值校准的研究。实验结果表明，该方法有效解决了测量数据序列的时间错位问题，实现了光纤光栅应变传感器的动态校准，采用不同重量的砝码作为激励源对校准结果没有影响，1529 nm和1547 nm波长的光纤光栅应变传感器灵敏度校准系数与静态标定结果基本一致。

基于二阶非线性效应的自发参量转换技术制备纠缠光子对过程中，以掺5 mol%MgO:PPLN周期极化晶体为研究对象，将光参量变换过程中的动量守恒和能量守恒条件与该晶体的色散方程，以及晶体极化周期随温度变化的热膨胀方程相联系，得到了355 nm、405 nm、532 nm、780 nm和1 064 nm这5个实验室常用波长点在制备纠缠光子对时的周期调谐特性和温度调谐特性。研究过程中发现，出现了晶体极化周期过小和产生两对纠缠光子对问题，总结并归纳了各波长点在一定极化周期和温度下与非线性晶体作用所产生的纠缠光波段范围。当选用其他非线性周期极化晶体进行实验时，改变QPM动量守恒条件中的极化周期项，同时根据具体使用的晶体改变色散方程。该研究方案可直接推广到使用不同非线性晶体产生通信光波段或红外光波段的纠缠光子对研究中，在制备量子光源等领域具有重要研究价值。