由于光伏板测得的灰尘散射数据受到各种噪声和干扰因素的影响, 导致测量数据的误差大。因此, 为了得到准确的检测结果, 提出了一种结合卡尔曼滤波和数字锁相放大技术的信号去噪方法, 对混合了噪声的光伏板灰尘散射信号进行去噪处理。通过仿真实验和对实测的光伏板灰尘散射信号去噪, 并计算信噪比、均方根误差和平滑度, 验证了联合算法的去噪性能。结果表明, 卡尔曼滤波和数字锁相放大器联合去噪算法的信噪比比单一数字锁相放大器去噪算法提高了36%, 能够有效降低光电探测系统中的噪声干扰, 提高光电探测系统的精度和稳定性。

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。

以正方形激光陀螺所用高反射镜疵病检测为例，分析了使用激光光源照明时，微米量级划痕形疵病存在检测盲区的现象。实际使用中激光以 45°角入射到高反射镜上，疵病检测与陀螺使用时光源入射角相同，疵病形成的散射光通过显微成像光路成像在 CCD上，结合实验数据探讨了宽度为微米量级划痕形疵病的成像情况。提出了一种新颖的激光照明方式，通过将光源设计成 180°范围内无死角的全光幕照明方式克服了单一激光光源照明的检测盲区，无需旋转样品多次采集图像，避免了运动控制产生的测量误差，从而也简化了图像处理步骤，提高了检测效率和精度。

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。

利用全息技术, 采用二元相位处理后的离散型艾里涡旋相位, 制作了一种双复合离散型艾里涡旋加速光.理论模拟和实验探究了该加速光的传输特性, 以及线性因子(s)、径向层数(N)和拓扑荷梯度(ΔL)对光场的调控机制.结果表明, 双加速光在传输过程中, 由于离散和旋转效应, 逐渐分离为多个类艾里光; 通过调节传输距离及ΔL, 可实现二维类艾里光至一维类艾里光之间的演化.此外, N和s可分别调节双加速光的强度分布及其在初始截面(z=0处的x-y平面)中的位置分布; ΔL也可调节分离的类艾里光之间的强度分布.

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。

基于微分散射测量原理,设计了一种计算机自动控制微分测量系统,利用该系统最终能够得到散射样品表面的空间分布情况。该方法不仅能了解样片表面微观特征,而且采用了自控测量系统。微分散射自控测量系统能够减少操控繁琐的步骤并且重复性较好,经验证测量系统的最小可探测光功率可达1.628×10-6 mW,测量的最大误差在±1%范围内。