基于积分散射检测的原理设计了一种多波长疵病检测系统，选用了635 nm、525 nm及405 nm三种光源，以光电倍增管作为光电探测器，待测样品是两个刻有标准尺寸疵病的高透石英玻璃片，其中一个的宽度和深度均为20 μm，另一个均为25 μm，光源的功率分别为50 mW、80 mW。实验结果表明，405 nm所对应的散射率数值明显最高，即405 nm的光源疵病检测能力更强。该研究对于小尺寸疵病的检测及获取疵病的深度信息，具有很好的借鉴意义。

应用于激光陀螺的高反镜在加工安装过程中不可避免地会引入疵病,从而对入射光产生调制作用,引发光散射。为了研究划痕状疵病尺寸发生变化时散射场的变化规律,采用有限元法和多物理场仿真软件建立了高反镜表面截面形状为矩形的单划痕疵病散射模型。通过改变疵病的宽度、深度,分析激光散射场的空间分布变化;用搭建的积分散射测量系统检测不同宽度、深度的疵病,并与仿真结果进行对比。实验结果表明,不同尺寸疵病的散射场变化趋势与仿真结果基本吻合,为高反镜表面疵病的检测工作提供了理论依据和参考。

高反镜通常用于激光陀螺、高能激光系统等**领域，在加工过程中不可避免地引入表面疵病，会破坏高反射膜系甚至基底，严重影响其性能。目前高反射镜表面较为复杂的疵病依然是研究的重点。针对疵病的光散射特性，结合有限元（FEM)对截面为三角形的连续重复型划痕疵病建立电磁仿真模型，研究高斯光束入射时不同尺寸疵病的积分散射光强变化和不同位置处探测空间散射分布的区别，得到疵病散射光强曲线，能够反映出疵病尺寸变化与积分散射分布的关系以及空间散射最佳探测位置。研究结果对高反射镜表面疵病无损探测方法的研究具有一定的理论指导价值。

设计了一种基于虚拟仪器技术的角分辨空间激光散射测量系统。以双向反射分布函数( BRDF )作为理论基础,采用虚拟仪器技术对空间激光散射测量系统进行编程,实现了对测量系统的运动控制,散射光实时采集、处理、显示、数据保存等功能。系统采用相关检测技术进行信号处理,抑制系统背景噪声,以直线型划痕为例进行实验,当入射光投影与划痕在不同夹角时,探测器以光学元件为中心做圆周运动,以测量不同圆周上的散射光,实现双向反射分布函数( BRDF )测量。该系统空间方位角测量范围为0°～360°,角分辨率为0.1°,系统动态范围可达1011量级。测量结果表明该系统具有很好的重复性和稳定性,对实验结果进行分析可得粗划痕散射率大于细划痕,前向散射大于背向散射。

针对现有激光吸收率测量的不足, 在总结现有激光吸收率测量方法基础上, 设计了一种积分球法激光吸收率测量装置。增加了导光管结构, 并对光源进行了监测, 对光束进行了调制。采用相关检测和同步采集等方法, 有效地去除了背景噪声、探测器及检测电路噪声对测量的影响。并实验比较了安装导光管前后装置对样品吸收率的测量影响, 并对多个样品进行实验。结果表明, 对于样品反射率在10×10-6~10 000×10-6范围内, 装置的测量误差可以达到±2%以内, 实现了激光吸收率的高精度测量。

在现代工程测量中，由于工程的各项技术指标要求越来越高，相应地对光源也提出了更高的要求。依据晶体双折射和晶体相位延迟对光偏振态的影响以及光的折射角与光振动方向有关的原理，设计了高消光比多偏振态光源系统，并设计测试方案对该系统实现的偏振态和消光比进行了验证。该光源系统通过计算机精密控制电机旋转设计的转盘结构很方便快捷地实现了S偏振态、P偏振态和圆偏振光的输出，并且系统中设计了平移和旋转装置自动控制偏振棱镜，获得了高消光比的偏振光，出射光消光比小于等于5×10-6。