激光相干探测相比于直接探测具有更高的灵敏度，使其在短程民用领域和远程**安全领域的应用表现突出。文中，重点回顾了激光相干测量在**和安全领域的应用，如伪装或部分隐藏目标的分类与识别，以及地雷的声光探测。并结合当下激光相干探测在车载自动驾驶领域的前沿发展，展望了激光相干探测未来在**及**领域的发展趋势。

基于激光干涉的测量技术目前已在观测测量中被广泛应用, 测量设备也向着便携化、智能化和集成化的方向发展。目前的激光干涉测量设备大多是利用迈克尔逊干涉仪的原理, 然而, 该方法通常是将干涉信息在空间域上进行处理, 对实验平台搭建和测量环境的要求也较为苛刻, 在工业生产环境中运用时易受工业设备位移时产生的高频震动影响。因此, 提出一种基于激光双外差干涉的位移量精密测量系统, 利用两组激光外差信号来构成两组干涉仪, 探测器接收到回波拍频信号后进行时间域的平均与频域解调, 提高测量系统的鲁棒性, 使得测量系统的准确度达到0.01 mm。

介绍了采用液晶空间光调制器产生部分相干光的基本理论和方法；用分离变量的方式对算法进行了并行优化，对部分相干光生成线程进行了并行序列优化并测试了生成速度；设计了双孔干涉实验检测本方法所产生的部分相干光相干长度的准确性.实验结果表明：针对256×256像素的液晶空间光调制器，生成相干长度为0.15 mm、0.9 mm以及1.5 mm的相位屏，图形处理器所用时间分别为0.9 ms、1.75 ms以及2.4 ms，相比于采用中央处理器所用的计算时间16.5 ms、37.8 ms以及52.4 ms，效率提升明显；考虑中央处理器读取、发送数据及液晶响应的时间，采用图形处理器并行加速的部分相干光实时生成方法的频率可达312Hz.实验生成相干长度为0.15 mm和1.5 mm的部分相干光束，光束相干度均方根误差分别为0.022 011和0.020 883，峰谷值分别为0.0743 25和0.072 998.

大气风场的测量对****、天气预报、航空航天等都有重要意义，目前我国缺乏有效的大尺度风场的综合探测能力。激光雷达(LiDAR)是迄今为止唯一能够直接获得三维风场廓线的测量工具，提出的天基相干多普勒激光雷达利用光外差探测技术获得激光多普勒频移信息，求取被测对象的径向速度分量，较之传统的非相干激光测风雷达，具有时-空分辨力高、灵敏度高的优点，特别是在体积、重量、功耗上拥有突出优势。阐述了天基相干激光测风雷达的原理与方法，分析了其中的关键技术，并对未来激光测风雷达的天基实现可行性和应用前景进行了展望。

提出了基于蒙特卡洛逆运算的葡萄糖含量低相干干涉测量方法, 理论研究了葡萄糖含量与光学参数的相关性。通过正向蒙特卡洛数值模拟说明了从干涉曲线中同时求解散射系数和吸收系数的条件和可行性。以脂肪乳悬混溶液Intralipid作为实验对象, 研究了糖浓度变化对深度相关干涉信号的影响。利用低相干干涉测量系统配合逆向蒙特卡洛计算提取了散射和吸收系数, 进而通过散射和吸收系数的变化量间接获得了溶液葡萄糖含量。对实验结果与双积分球测量结果进行了比较验证, 并对存在的系统误差进行了修正。实验结果显示, 在加入修正值后, 测量的散射和吸收系数的最大相对误差分别为2.52%和3.11%。研究结果表明, 葡萄糖含量与散射系数和干涉曲线存在高度相关性, 在非前向散射条件下, 可以同时测量吸收和散射系数。经过校准后的测量结果满足了实际要求。

提出了一种散射介质光学参量的干涉测量方法. 在蒙特卡罗数值模拟的基础上引入聚焦高斯光源模型和基于比例缩放的压缩算法, 实现了对光子后向散射分布和干涉特性的快速模拟. 利用计算数据训练了前向人工神经网络进行了介质光学参量的反向求解. 实验中以脂肪乳注射剂和生物染色剂印度墨水组成的悬混液为样本, 通过光学干涉系统测量得到了后向散射光依赖于深度的干涉光强分布, 并对其中散射和吸收系数进行了反向计算. 所得结果能够正确反映散射和吸收系数与散射和吸收物质浓度之间的线性关系, 验证了该方法的可行性.

研究一种高精度单模光纤偏振态模式耦合干涉测量方法,运用短相干长度光源,克服了传统的强度型测量光纤及光纤无源器件方法的缺点。该系统不仅可使测量精度达到-80 dB,且可以精确地测量耦合点位置,位置分辨率小于10 mm。并给出对Lyot型光纤去偏器的测量结果

本文采用数字分析方法研究了相干照明下摄像机的空间分辨率、数字滤波和离焦诸因素对微粒直径的测量精度的影响,提出了一种简单的判焦方法。实验结果与理论分析一致。