不同于毛玻璃等固态散射介质静止不变的特点，浑浊介质对光束的散射作用同时体现在空间及时间上，当浑浊介质动态变化时，大多数的传统散射成像方法失效。针对以上问题，文中采用了一种基于深度学习恢复散斑图像的方法，研究了浑浊介质中，不同散射介质及散射介质浓度不同的条件下，神经网络的图像恢复效果，并利用不同浓度散射介质获得的散斑图像混合训练测试神经网络的泛化能力。实验结果表明，在不同散射介质及散射介质浓度不同的条件下，该网络均能够根据散斑图像获得较高保真度的恢复图像，且在不同浓度散射介质的散斑图像混合训练的情况下，网络泛化能力及鲁棒性强。

为分析白光LED的光-电-热特性及其变化, 在热沉温度和驱动电流可控的条件下, 测试了温度、电流对白光LED光谱分布的影响, 建立了白光LED光功率和光谱蓝白比(蓝光光谱光功率与白光光谱光功率的比值)预测模型。相关性分析显示光谱蓝白比、色温及司辰节律因子之间高度相关, 光谱蓝白比与色温、光谱蓝白比与司辰节律因子均存在线性关系, 表明由光谱分布变化预测光谱色温漂移及其非视觉生物效应的可能性。实验结果表明, 白光LED光功率、蓝白比、色温及司辰节律因子的预测值与实测值吻合较好, 最大预测误差分别不超过4.22%、1.54%、1.31%和2.15%; 同时, 白光LED光谱蓝白比可作为一种有效手段, 用于预测光谱色温及司辰节律因子, 进而评估其光学特性和非视觉生物效应。

由于芯片之间存在的热耦合效应, 多芯片LED器件内部存在复杂热学规律。本文通过多芯片LED热学模型描述多芯片LED器件系统内部热阻支路路径, 进而通过有限体积数值计算多芯片LED器件结温。通过本文试验验证, 单颗芯片、2颗芯片、3颗芯片以及4颗芯片在负载不同电功率(0.3~1.2 W)情况下,结温的测试值和计算值的最小误差值为0.8%, 最大误差值为6.8%, 平均误差值为3.4%, 计算结果与测试结果基本保持一致, 因此有利论证了多芯片LED热学模型可为评价多芯片LED器件热学性能提供重要的参考作用, 有助于更全面分析多芯片LED热阻内部芯片之间的热耦合效应。该实验结果为准确预测多芯片LED器件内部结温提供了重要理论依据。

为解决分布式拉曼光纤传感系统中光纤损耗及变化带来的测温误差，提出一种带温控光纤环校正双端注入环形结构的解决方案。该方案从光纤两端分时采集得到反斯托克斯拉曼散射信号相乘并进行几何平均，消除了波长相关损耗和局部损耗带来的影响，并利用温控光纤环实时消除光纤损耗变化带来的测温误差。系统还可在传感光纤断裂后瞬时切换成单端注入模式对整条传感光纤进行温度监测。实验结果表明，系统在 15 ℃ ~210℃的温度范围内得到 0.9 ℃的测量精度。

提出并实验验证了一种基于取样环的雪崩光电二极管(APD)增益调节与温度校正拉曼光纤温度传感系统，通过比较取样环在测温线与基线上的信号偏差对APD 进行偏压调节，维持APD 增益基本恒定，保证系统信噪比和稳定性；并在此基础上针对环境变化等不确定因素造成的不可避免的APD 增益波动，以该取样环信号为参考信号对测温曲线进行校正解调，进一步提升系统测温精度。实验证明，较之传统的拉曼光纤温度传感系统，这种基于取样环的APD 增益调节和温度校正方案能有效消除APD 增益变化对传感系统的影响，显著提升系统在信噪比、稳定性和测温精确性等方面的性能，具有实用价值。

多普勒频移测量在电子战、雷达系统中有重要的应用。电域测量方法存在带宽受限、抗电磁干扰能力弱的缺陷。提出并实验验证一种光辅助法测量多普勒频移，在光域，采用双平行强度调制器进行光双边带载波抑制调制、光带通滤波、低频光电转换，最后在电域进行低频频谱分析，从而实现多普勒频移测量，有效解决了电域测量方法的缺陷。实验结果表明，在微波/毫米波频率7~40 GHz、多普勒频移1 kHz~10 MHz 实现了误差±46 Hz 的多普勒频移测量。

设计了一个高精度温控可调光栅滤波器。采用铝槽对光纤光栅进行封装，使光栅免受应变作用，然后使用高精度温控模块对铝槽封装的光栅进行温度控制，从而实现保持光纤光栅中心波长长期稳定的目的。该光纤滤波器温控模块采用三块温控芯片MAX1978并行工作的方式提高温控效果，温控精度可达0.1 ℃，动态范围10 ℃~40 ℃连续可调。在不同环境温度下测试光栅稳定性，光栅中心波长标准差为0.0016 nm。实验结果证明了该设计的可行性。

提出了一种基于分布式布里渊光纤传感系统的温度快速测量方案。该方案基于外差相干检测原理，利用高速脉冲检波管对布里渊散射信号进行直接探测，从而缩短了测量时间；并结合累加平均与小波变换技术，减小了布里渊散射信号中的噪声，通过对去噪后的信号进行解调实现了长距离温度测量。实验结果表明，在24.8 km的长度范围内，温度测量误差小于3 ℃，测量时间小于3 s。