光斑检测技术在现代科学研究与应用中扮演着重要角色，四象限探测器由于其具有探测灵敏度高、信号处理简单和抗干扰能力强等优点，在光斑检测技术中得到了广泛的应用，是捕获、跟踪和瞄准系统中的关键器件。首先介绍了光斑检测中常用的光斑模型和四象限探测器检测光斑原理，然后分析了国内外在四象限探测器检测光斑方面的研究成果，以及影响四象限探测器检测光斑精度的因素和常用的光斑检测算法，同时介绍了四象限探测器的光斑检测系统,包括光束对准检测系统、四象限探测器跟踪通信复合系统和微纳激光通信系统。最后，展望了光斑检测技术的发展前景。

针对极化码在光通信系统中的应用研究，文章将极化编码调制和光纤模分复用（MDM）系统相结合，搭建了基于比特交织极化编码调制的MDM系统，并进行了最大似然（ML）检测算法性能的研究。仿真结果表明，极化码的加入大大提升了系统性能，与非编码的MDM系统相比，采用比特交织极化编码调制的MDM系统在同等模式相关损耗（MDL）值下，系统性能提高了约8 dB。文章还展示了ML和最小均方误差（MMSE）检测算法在MDM系统中的性能以及不同模式损耗对系统性能的影响，其中，ML检测算法相较于MMSE检测算法，在误码性能上提升了约3 dB。

在采用某些特殊传感器测量参数时，需要在传感器移除后确定出原来的测量位置，比如采用穴位传感器测量出患者多个经络穴位的异常表现后，需要确定出异常穴位的实际位置，对其施加干预措施，缓解患者疼痛并改善身体状况。为此，研究了传感器的记忆追踪问题，提出了一种基于视觉的传感器位置记忆追踪方法，在传感器和被测对象上分别粘贴AprilTag，在测量过程中，采用AprilTag检测算法计算出传感器与被测对象之间的位置关系；在传感器移除后，利用这种位置关系和被测对象上的AprilTag追踪到传感器的测量位置，追踪精度达1 mm以内，为进一步处置提供参考。

为实现光纤布拉格光栅（FBG）反射光谱信号的实时监测，基于全固态光谱模块设计了用于解调FBG信号的硬件系统和软件架构，编写了上位机软件，嵌入了不同的寻峰算法，可适用于不同噪声环境下中心波长的计算，以减少由算法带来的波长误差。软件还包括数据采集、存储及回放等功能。以高斯拟合寻峰算法为例，提出了一种不依赖硬件设备对寻峰算法进行模拟评测的方法，提高了这类光谱解调系统的开发效率。采用叠加了不同噪声水平的理想FBG反射谱进行模拟评测实验，结果表明，阈值取为噪声平均幅值的2倍时可获得最佳的寻峰结果，且寻峰误差与采集数据的信噪比（SNR）和光谱峰宽成反比。运用高斯拟合寻峰算法对硬件系统实际采集的FBG反射谱数据进行寻峰计算，所得系统精度为5.89 pm，与模拟评测结果的误差小于1.7 pm，验证了模拟评测的可行性。