提出了一种基于多模法布里-珀罗激光器外调制的移频本地外差检测布里渊光时域反射系统，分析了系统提高光纤受激布里渊散射阈值和移频本地外差检测的原理；推导了系统信噪比的数学表达式，研究了布里渊叠加谱峰功率和谱宽、系统信噪比和频移测量精度与纵模数的关系，以及实现最优测量精度时纵模数与脉冲宽度的关系，得到了相应的拟合公式。结果表明，选用纵模间隔0.141 nm的多模激光器和单纵模峰值功率100 mW、脉冲宽度50 ns的入纤脉冲时，随着纵模数的增加，25 km光纤末端的系统信噪比、温度和应变测量精度均得到了明显提高，且纵模数为20时，系统信噪比相对于单纵模增加11.73 dB，温度和应变测量精度分别达到最佳值3.2 ℃和70.8 με；最佳频移测量精度随脉冲宽度的增大先快速提高，后趋近于恒定值2.9 MHz。

提出一种基于单模-多模-单模光纤结构的折射率传感方案，采用波谷检测方法可以提高传感灵敏度。研究发现多模光纤中模式数量对传输结果影响较大。当改变单模光纤和多模光纤的结构参数而保持其归一化频率不变，从而保证多模光纤中模式数量不变时，总能获得规则的传输曲线。增大光纤直径可以有效提高传感灵敏度。当取多模光纤纤芯直径为70 μm时，最高灵敏度达到3.725×105 nm/RIU，检测极限为7×10-7 RIU。当多模光纤实际长度偏离设计长度时，长度偏差对传感灵敏度和检测极限的影响较小,其导致的输出光谱偏移为-0.07 nm/μm，利用此特性可以实现高灵敏度的应力传感。

在光电振荡器(OEO)测距方法中，振荡频率与环路群时延关系的建立依赖于纵模阶数，纵模阶数测量误差直接影响测距精度。但是OEO频率稳定性较低，通过直接测量振荡频率和相邻纵模频率间隔所获得的纵模阶数误差较大。分析了频率漂移对纵模阶数测量的影响及测量过程中的频率漂移规律，提出一种新的纵模阶数测量方法，该方法在不改变OEO结构的基础上，利用OEO纵模等间隔分布的特点，分别测量振荡模到x阶高阶模和x阶低阶模的频率间隔后获取纵模间距，减小并补偿频率漂移造成的误差。随后建立了纵模阶数测量误差模型，并进行了1 km光纤20 GHz信号的纵模阶数测量对比实验，实验结果与误差模型相符。

针对多层靶丸X射线数字图像的成像原理和轮廓边缘进行了理论分析;推导了由靶丸边缘特征点确定靶丸圆心和半径的精确最小二乘拟合算法;对于不同类型(阶跃状或屋顶状)的靶丸图像边缘, 采用均化二阶微分算法或径向吸收强度最小二乘洛伦兹型拟合寻峰算法获取亚像素精度的靶丸圆周轮廓边缘数据;应用快速傅里叶变换算法对靶丸圆周轮廓数据进行分析, 获得了靶丸表面外轮廓或内轮廓模数-功率谱特征曲线。