针对当前线扫相机标定过程复杂且需外部辅助装置的问题，提出建立在2D空间中的线扫相机静态标定方法。首先，从应用角度出发，将3D空间的线扫模型推导至2D空间，建立2D空间线扫相机成像模型，设计一种新型的线扫相机标定板。接着，利用交比不变性原理对2D空间的线扫相机模型进行求解。最后，提出一种利用畸变变化量的畸变拟合策略，解决小畸变情况下畸变矫正误差过大的问题，取得了良好的畸变矫正效果。实验结果表明，所提2D空间中的线扫相机静态标定方法标定过程简便，不受现场环境限制，标定精度较高，取得0.06 mm的平均绝对误差（约1.5像素），误差标准方差稳定在0.068以下。所提方法基本满足在中低标定精度下的应用要求，具有较高的实际应用价值。

阐述了一种基于低相干光干涉技术的透镜中心厚度的测量方法, 并设计了腔式测量结构对未知折射率的材料进行中心厚度测量。测量系统为包括低相干测量和激光测距的全光纤结构。低相干测量结构参考臂和激光测距结构参考臂的共光路设计降低了环境因素的影响, 提高了测量稳定性, 并利用七步相移法实现对干涉信号的定位和提取。另外, 利用低相干测量方法中的平衡差分结构去除了干涉信号中的直流项, 同时提高了弱信号的定位精度。实验结果表明, 该腔式测量结构对殷瓦合金标准块的测量精度优于0.5 μm, 该系统能够实现对透镜中心厚度的高精度测量, 满足高精密光学系统的测量要求。

描述了利用低相干干涉技术实现光学镜面间距测量的方法。首先，采用微机电系统(MEMS)光开关多通道延迟结构实现测量范围的多倍增，然后通过共光路激光测距结构实现扫描反射镜的位移测量，再利用包络提取算法对低相干干涉信号的零光程差位置进行定位，最后实现镜面间距的高精度测量。实验测量系统为全光纤结构，利用该系统完成了对因瓦合金（Invar）标准块、大间距光学结构和光学镜组的镜面间距测量，在导轨扫描量程为300 mm的条件下，实现了在0.02~550 mm范围内的镜面间距测量，测量精度优于0.5 μm。该套系统可用于光刻机曝光系统、航测镜头、激光谐振腔等高性能精密光学系统的装调与检测。

基于二维正方晶格光子晶体，利用时域有限差分方法理论研究了长方形缺陷体的谐振频率随其自身大小和排列方向变化的规律。在其他参数不变的条件下，通过改变长方形缺陷体的排列方向以及输入输出波导与缺陷之间的耦合，获得了高效率的双通道二维光子晶体滤波器，以及同时具有滤波和分束两种特性的三通道光学器件，其中中间的一个波导可以对两个谐振频率实现通过，两侧的两个输出波导分别对不同的频率实现选择性透过。该种器件综合考虑了光子晶体波导的分束特性和缺陷对不同频率的选择特性，有望在未来复杂全光集成回路中得到实际应用。