使用往复式逐行扫描的方式可以提高激光共聚焦显微内窥镜的成像速度和数据利用率, 但这种扫描方式也会带来图像畸变和错位问题, 从而影响系统成像质量。受扫描畸变影响, 图像错位程度不一致, 后期处理难以得到理想的校正效果。本文基于共振振镜的运动规律, 推导了均匀空间采样过程中的采样时间函数, 通过非等时采样方法校正了振镜速度变化带来的横向畸变。利用互相关法评价图像错位程度, 采用遗传算法获得最优的采样开始时刻, 实现了图像错位的校正。最终通过调整采样开始时刻和时间间隔在数据采集环节校正了图像畸变和错位。为了验证图像畸变校正和错位校正效果, 本文搭建了基于往复式逐行扫描方式的激光共聚焦显微内窥成像系统。实验结果表明, 该方法能够有效地校正图像畸变和错位, 图像的横向分辨率。与现有方法相比, 本文方法将图像的局部分辨率由10 pixel提高到6 pixel。

相对于近红外波段的飞秒激光脉冲, 紫外波段的飞秒脉冲由于具有单光子能量高、聚焦特性好、电离率高和成丝阈值低等优点, 在高功率密度光场的产生、等离子体光物理等领域有着越来越广阔的应用前景, 成为激光技术的研究热点。随着紫外飞秒激光技术的发展, 传统的脉宽测量方法不能满足需求。指出了紫外飞秒激光脉宽测量研究的主要进展, 讨论了目前可用于紫外飞秒激光脉宽的测量方法, 主要有双光子荧光测量法、互相关法、简并四波混频法、多光子电离法, 介绍了相关测量原理与特点。在此基础上, 对紫外飞秒激光脉宽测量技术研究前景进行了展望。

针对可调谐半导体激光器吸收光谱（TDLAS)基于多普勒效应测速方法在燃气流速测量中频移量小、 误差较大的问题, 提出了结合固定波长吸收光谱法与互相关法的燃气速度测量方法。 考虑碳氢燃料燃烧产物特点, 选取H2O分子7 185597 cm-1吸收谱线, 通过布置上下游两束固定波长吸收光谱测点, 分析两信号的互相关特性来计算得到燃气速度。 利用平面火焰炉实验系统对该方法测量燃气速度开展实验研究, 获得了变工况下燃气速度随时间的变化情况。 在相同工况下开展数值计算, 将测量结果与数值模拟计算结果进行对比, 相对偏差不超过8%。 同时将该方法初步应用于煤油燃料火箭基组合循环发动机（RBCC)的高速羽流速度测量, 获得了上下游探测器脉动信号, 通过互相关分析计算得到了羽流速度, 验证了该方法的可行性。 实验结果表明, 该燃气速度测量方法具有测量范围宽、 测量精度高, 环境干扰小等优点。 提出的方法为发动机燃气速度测量提供一种简单可靠的测量方法。

利用可调谐半导体激光吸收光谱技术结合光信号相关技术可以实现气体浓度和流速的同时在线测量。文章首先介绍了气体浓度与流速测量的基本原理，然后对在近红外通讯波段附近的NH3吸收谱线进行分析，并从中选取适合测量的目标谱线，并进行了相应的计算分析。在常温常压下内径为0.016m长度为1m的管道内，利用流量计配制出不同浓度以及不同流速的NH3和N2混合气体进行相关的试验。利用线宽为15MHz，可连续调谐范围为1cm^-1的激光二极管对位于6548.7cm^-1处的NH3吸收谱线进行快速扫描，采用直接吸收计算的方法测量得到实时气体吸收信号并计算出气体浓度。同时利用非介入式的光信号相关法，通过布置在管道上下游两个探测器探测到的NH3浓度信号间的相关性，计算得到NH3气体从上游到下游的渡越时间，进而计算出气体流速。计算得到的NH3气体浓度值和流速值与流量计标定值之间相比，其相对误差分别在7％和10％之内。测量系统响应迅速，抗干扰能力强，测量结果重复性好，适用于恶劣的现场测量环境，具有很广的工业应用前景。

在超短超强激光装置中, 强激光与靶物质相互作用产生等离子体, 为了获知等离子体的演化规律, 需要准确控制探针光与打靶主激光的相对延时, 精度须达到几十飞秒至几皮秒。为此设计了一台延时测量仪, 该测量仪基于超短脉冲强度二阶单次互相关测量原理, 利用非线性晶体的非共线和频效应, 采用线阵CCD采集探针光与打靶光产生的和频光空间光强分布曲线, 通过测量和频光强峰值的相对移动量, 反映探针光与打靶光的相对延时, 控制延时光路达到两光束的精确延时。详细阐述了该延时测量仪的构型, 讨论了超短脉冲强度互相关测量的原理, 理论分析了两光束的相对时间差与和频光峰值相对移动量之间的关系, 通过数值模拟给出了两光束夹角对延时测量精度的影响, 可根据不同要求改变两光束夹角更换晶体, 以满足延时精度及延时范围的要求。在理论分析的基础上进行了初步的实验验证。

为了实现光纤液滴指纹图的实时分析,引进了互相关分析法.在对乙醇溶液测量的过程中,将50%浓度的乙醇溶液对应的光纤液滴指纹图作为参考指纹图,然后将测得的光纤液滴指纹图与参考指纹图进行互相关,得到光纤液滴指纹图的相关曲线,从中提取与液体参量有关的各种信息.利用互相关分析法对各种浓度的乙醇溶液进行了处理,得出了相关峰高度与浓度的单调关系,验证了互相关法的可行性.