基于光学干涉的测量方法，通常都有高精度、高灵敏度的特点，信号易受环境干扰而不稳定，使用时须远离振源。若要将光学干涉系统用于在线检测，必须提高其抗干扰性。本文在以前的工作基础上，从干涉光路的实现方式着手，制作了一套一体化的迈克尔逊干涉装置，可用于多层光学平片的厚度检测。该装置通过巧妙的设计和高精密加工，使整个光路结构为一整体，避免了测量过程中外界干扰的影响。通过与光纤式迈克尔逊干涉系统做实验对比，验证了该装置在测试过程中有良好的稳定性和抗干扰性。最后采用宽带光源干涉的方法对多层光学平片的厚度进行测量，验证了该装置用于精密在线测量的可行性。

针对双激光位移传感器测量大型壳段厚度过程中噪声对检测精度的影响，提出利用变分模态分解来实现对厚度信号的自适应去噪，利用相邻固有模态函数之间的离散Hellinger距离来获取最佳的模态数。该方法将变分模态分解算法引入到激光信号的自适应滤波过程中，分析并改进了变分模态分解算法的过分解、欠分解以及能量泄露的问题。然后，对改进的变分模态分解与希伯特振动分解和自适应噪声总体集合经验模态分解进行性能对比，提出了固有模态函数的相对瞬时能量概率的概念。最后，结合离散Hellinger概率分布距离理论判断固有模态之间的信噪分界点，实现了对信号的重构及滤波处理。仿真和实验结果表明，该方法对壳段厚度信号处理的信噪比为39.27 dB，比自适应噪声总体集合经验模态分解方法提高了10 dB，具有良好的自适应性，无需先验条件便能快速有效地识别并分离激光信号中的噪声成分。

考虑惯性约束聚变系统中的磷酸二氢钾/磷酸二氘钾(KDP＼DKDP)的吸收系数直接影响系统的转换效率及最终输出能量, 本文研究了KDP＼DKDP倍频晶体吸收系数的测量方法。提出了新的基于朗伯定律的倍频晶体吸收系数斜入射测量法。建立了斜入射状态下入射光偏振态与晶体o光和e光的关系模型, 推导了小角度入射下晶体e光折射率的迭代计算方法。采用该方法计算了晶体的e光折射率, 通过测量得到的数据间接计算出了KDP＼DKDP倍频晶体吸收系数。详细分析了该方法在测量过程中的各项误差来源, 得出该方法测量误差优于0.000 2 cm-1。最后, 对一块40 mm×40 mm×60 mm的开关晶体元件进行测试并与分光光度法比对以验证提出方法的可行性, 结果显示两种测量方法的偏差小于0.000 2 cm-1, 表明该方法可用于惯性约束聚变系统中倍频晶体吸收系数的测量。

大口径反射镜组件检测存在的设备昂贵、环境要求苛刻等问题。基于S-H波前传感器的子孔径拼接检测技术，对其拼接算法进行改进，提出混联拼接算法，有效减小拼接导致的面形检测误差。该方法结合自准直波前检测系统和高精密二维扫描系统形成大口径反射镜反射面形拼接检测系统。对比实验表明，该系统测量误差为0.072 λ，满足高功率固体激光器对大口径反射镜组件装校过程面形控制的要求。

研究了用于纳米测量的激光干涉仪中光学波片对非线性误差的影响，基于琼斯矩阵理论建立了多波片的误差分析模型，分析了λ/2和λ/4波片引起的干涉仪非线性误差，对波片位置引起的非线性误差进行了实验研究。结果表明，波片位置调整精度对干涉仪测量影响巨大，在0~5°范围内，λ/2波片和λ/4波片引起的非线性误差分别为6.5 nm和9.5 nm。上述研究结果为单频偏振激光干涉仪光路调整及非线性误差的补偿提供了参考。