光的干涉图样携带了光波的振幅、频率、相位和偏振等重要的信息，而两束任意偏振态高斯光束干涉尚未被详细研究，因此研究高斯光束的偏振态与干涉图样之间存在的关联很有必要。本文利用光纤马赫-曾德尔干涉仪，对任意偏振态高斯光束空间干涉场进行了研究，得到了任意偏振态高斯光束干涉光强空间分布理论公式，并通过实验进行了验证。研究表明：两束偏振态完全相同高斯光束干涉，可以得到对比度为1的清晰干涉条纹图样；两束正交偏振态高斯光束无干涉现象，对比度为0；其他偏振条件下高斯光束干涉图样对比度介于0和1之间。本文理论和实验结果对于理解和应用偏振光干涉具有非常重要的意义。

为了克服线性模型在描述高功率运转的激光晶体时, 热焦距和热致双折射计算值与实测值不符的缺点, 采用非线性热传导模型, 计算了常用[111]切割方向Nd∶YAG激光晶体的热致双折射椭圆分布以及径向和切向热焦距。进行了平均热焦距数据测量和旋转线偏振光干涉实验, 实验结果与理论分析吻合。结果表明, 非线性模型对Nd∶YAG激光晶体在高功率运转时的描述更符合实际情况, 普适性更强。这一结果对于设计高功率径向或切向偏振固体激光器是有帮助的。

介绍了一种基于偏振光干涉的直线度测量系统，该系统由固定部分和活动部分组成。测量时，活动部分固定在被测要素上。被测要素的直线度变化将导致两线偏振光相位的变化。通过计量干涉条纹即可得到直线度的变化结果。实验显示本测量系统具有10 nm的分辨率，在20 mm的测量范围内误差≤0.5 μm, 提高了分辨率和测量精度。

提出一种基于圆偏振光干涉的相移数字全息术，该技术利用1/4波片产生左旋圆偏振的参考光和右旋圆偏振的物光，通过精确旋转放置在CCD前的偏振片，依次改变物光与参考光间的相位差，获得四幅相移数字全息图。数值模拟分析和光学实验结果表明该技术能够有效地去除数字全息图再现像中的零级和共轭像，再现图像质量好。

为了提高测头的抗干扰能力，达到较高的分辨率，设计了一种基于偏振光干涉原理的原子力显微镜测头。该测头采用偏振光干涉式方法探测针尖的位移，可提高测头的灵敏度。分析了测头设计中焦点聚焦在探针悬臂梁上的可行性，并通过实验进行了验证。实验表明，Wollaston棱镜组可以有效地改变光程差。设计的共光路形式的Nomarski干涉仪光路，能够有效减小噪音的影响，并保证装置结构紧凑，适于实用。通过实验验证，此测头系统能够达到1 nm的纵向分辨精度，为原子力显微镜测量技术提供有力支持。

为了测试设计波长为1550 nm的液晶光学相控阵在633 nm波段的相位调制特性，采用泰曼格林干涉法和偏振光干涉法相结合的方法来进行测量。实验结果表明，液晶光学相控阵的相位延迟随灰度近似呈线性分布，在0~255的灰度范围内针对633 nm激光的实际相位调制在0~3.76π之间，在135~255的灰度范围内线性度良好，可以作为液晶的工作区域。由于液晶相位控制的准确性和精度是通过加载相应的灰度来实现的，因此测量相位延迟和灰度对应关系的研究对于液晶光学相控阵用于高精度光束偏转和跟踪有着重要价值。

研究了一种新型模拟双折射结构DWDM滤波器的中心频率和带宽的可调谐特性.研究表明:当给定满足一定平坦化要求的光谱透射率所需的各模拟波片中偏振旋转器的旋转角时,通过模拟波片中楔形介质对的相对位移来调节光在各模拟波片中的光程差,同时保持光程差仍满足特定的比例关系,可实现中心频率及带宽的调谐.当光在各模拟波片中的光程差变化较小时,可实现中心频率的调谐,此时带宽的改变很小,可忽略不计;随着光程差变化的不断增大,带宽的改变则不能忽略.

提出一种偏振光干涉的光纤光栅应变测量方法，该方法能解决光纤光栅应变和温度测量时的交叉敏感问题。对于钒酸钇晶体偏振光干涉仪，如果选择两个能使干涉仪产生180°相位差的不同中心波长的光纤光栅，一个用于应变测量，一个用于补偿温度，就能很好地解决光纤光栅应变测量时的温度交叉敏感问题。分析了构成偏振光干涉仪的晶体的厚度对应变偏差的影响。理论计算和试验结果显示，当晶体厚度为0.5 mm时温度对应变测量的交叉敏感现象被压缩到了1.6% ,相当于0.13 με/℃。进一步的仿真分析发现当晶体厚度为0.1 mm时交叉敏感现象将被压缩到0.08%，相当于0.0067 με/℃。小的晶体厚度有利于减小交叉敏感现象，但小厚度的晶体加工困难，为此分析了双晶体结构的方案。

在分析比较双折射晶体偏振光干涉型和平面波导环形格子结构型光交错复用滤波器原理的基础上,揭示了两者在光谱透射率的数学上的等效性,给出了两者结构参量之间的等效关系,可以直接利用经简单傅里叶级数对比法获得的晶体的结构参量对平面波导环形格子结构型光交错复用滤波器进行结构设计。利用该方法对一个两级平面波导环形格子结构型光交错复用滤波器进行了优化设计,信道隔离度比文献中结构提高了近5 dB,而且结构参量有多种组合。与利用复杂的格子理论计算仅获得一组结构参量相比,该方法更加简单、有效。

提出了一种基于模拟双折射模块的可调谐偏振光干涉型密集波分复用滤波器(DWDM)的新结构。其由置于起偏和检偏器之间的若干个具有相同结构的模拟双折射模块级联构成。每个模拟双折射模块由两个分别用于分束和合束的双折射晶体、放置于其中的两个具有不同折射率的介质块和一个半波片构成。研究了该滤波器的中心频率的可调谐特性。研究表明,利用该结构的滤波器,在满足一定平坦化要求的情况下,如果小角度旋转模拟双折射模块单元,可以在获得大平坦宽度的通带和阻带以及高隔离度的同时简便地实现中心频率的微调谐。实验中,用单级模拟双折射模块验证了该结构的可行性。