数字光弹性应力分析中常用相移法确定等倾线和等差线，最广泛应用的是十步相移法，针对单色光入射引起的等倾线耦合等差线的问题，增加采集白光入射4幅图像，使用不同光弹图像集分别计算等倾线和等差线，测量精度更高但操作复杂、效率较低。本文提出一种优化的六步混合相移方法，将十步相移法的6+4测量方法缩减为3+3的六步测量方法。用仿真模拟实验对本文方法进行误差分析，验证了其具有良好的抗噪性能和相移误差抗干扰能力。真实实验结果表明：与传统六步相移法相比，本文方法有效解决了等倾线耦合等差线以及波片失配误差的问题；与十步相移法相比，本文方法与其等倾线平均偏差约为0.01 rad，等差线平均偏差约为0.09 rad，在提高40%采集效率的同时保证了测量精度。

为了准确测量残余应力的分布情况,提出一种基于反射式暗场白光数字全息的残余应力三维检测技术。该技术将激光损伤点附近区域沿着轴向以数值化的形式离散成多层,每层的暗场反射光强度正比于该层光学双折射的轴向梯度,因此利用白光数字全息测量每层暗场反射光强度,即可结合光弹效应重建各层的剪切应力。通过对激光损伤的熔石英玻璃测量,实际验证所提技术可以对样品的三维残余应力分布进行准确重建,且轴向分辨率可达10 μm。实验结果表明,所提技术可以提高加工工艺和衡量产品的质量。

光弹性实验中, 材料条纹值是联系光学现象和材料应力的唯一参数, 因而在每次实验前计量材料条纹值是非常必要的。条纹值的精确性与选取的实验计量点有密切的关联, 同时应考虑残余双折射和残余应力的影响。根据实验获取的全场数据, 在试件中选取多个点构成超定方程组, 结合相移技术, 运用最小二乘法确定材料条纹值。这种方法不仅能够确定条纹值, 而且可以得到试样中残余应力的参数。最后, 通过聚碳酸酯受压圆盘实验, 验证了新方法的可行性。

对于三维光弹模型, 次主应力及其方向沿入射光连续变化, 根据光学等效的原理, 可以将三维光弹模型等效为一个包含线性相位延迟器和旋光器的光学模型。在集成光弹法中, 对于每一个测量点, 研究者必需通过实验获取三个特征参数。提出了一种用于确定集成光弹中全场特征相位差的五步相移法, 给出了偏振光场中元器件的设置方法, 并运用Jones算子推导出相移法得出的光强公式。最后使用斜射法对径向受压圆盘进行实验, 验证了方法的有效性。

光弹性法可广泛用于二维、三维应力或应变场的研究。根据偏振相移法的原理，提出一种新的积分相移法，并设计了用于全场等倾线和等差线实时分析的光弹性仪。在正交偏振光场下，按一定速度同步旋转起偏镜和分析镜，CCD摄像机可连续获取四幅相移光弹图像，由CCD像敏单元积分获得其光强值，通过所提出的相移法运算，可以迅速地得出全场等倾角和等差线的相位值。该方法和装置不仅可用于光学原件及玻璃制品的高速检测，而且也可用于随时间缓慢变化的光弹性分析中。

介绍了法布里珀罗干涉型光纤水听器的工作原理, 指出了工作点的选择依据及系统的实现方案。绘制了理想情况下光纤法布里珀罗干涉的谐振曲线。用光弹学理论分析了光纤的应力双折射问题和谐振腔内模式分裂问题。用模式分裂的原理解释了水听器的谐振曲线畸变现象, 提出了描述谐振曲线畸变的数学公式, 用MathCAD软件仿真了模式分裂后水听器的干涉过程并绘制了理论曲线。用实验方法测量并记录了模式简并及分裂条件下各种谐振曲线的形状, 通过实验照片与仿真曲线进行对比, 理论仿真与实验结果吻合,这说明用光纤模式分裂理论解释谐振曲线畸变现象是可行的。

把相移法与光学彩色信息图像处理技术相结合,提出全场数字化确定主方向角的光弹性五步彩色相移法。其主要优点是采用最简单的白光平面偏振仪光学系统,由数码照相机采集五幅等色线与等倾线相互耦合的彩色条纹图,经计算机进行处理后,就可以得到[0～π/2]范围内单纯连续的等倾角相图;为了减少测量误差,在相移法中引入背景光强参与运算。对实验中存在的三种主要误差因素进行了定量分析,给出了具体的误差控制指标。用对径压缩圆盘问题的理论仿真模拟结果、基本实验和复杂平面及空间实际问题进行检验和对比,表明本方法是正确可行的。

根据调制度排序,提出了一个新的用于模型全场光弹条纹级次测量的位相展开方法,并进行了实验验证。在位相展开区域的边界上,位相展开的路径由像素的强度调制决定。这个方法的优点是很明显的,即使在最坏情况下,其误差也限制在局部最小区域上。