二值条纹投影技术能够避免三维测量系统中非线性影响，降低测量误差，为了优化二值条纹正弦质量，提高测量精度，提出了一种二值编码结合误差扩散的三维测量方法。以单周期正弦条纹特定方式采样点作为二值编码对象，在时间域上对采样点进行等区间划分，使用误差扩散算法对各区间对应的灰度区域进行处理生成相应的二值图像，在投影仪聚焦投影状态下代替传统正弦条纹获取较高质量的相位信息。在此基础上，采用“S”形路径扫描改善了条纹正弦性。实验结果表明，所提方法生成的正弦条纹相比传统四步相移算法，能够有效提高测量精度，具有良好的正弦性。对比实验证实，所提算法优化后相位误差减少24.19%，正弦条纹质量进一步得到提升。

二值条纹不受三维测量系统非线性伽马效应的影响，同时能显著提高投影效率。基于此，提出一种复用加权二进制编码条纹方法以实现三维测量。首先，对传统正弦条纹的灰度进行特定均匀采样，使用二进制编码条纹方法生成8幅二值条纹。然后，对二值条纹组合进行唯一化处理，将4幅相异的二值条纹投影到被测物体表面，对采集到带有物体表面调制信息的二值条纹进行复用二进制加权运算，生成调制后的正弦条纹。最后，对该方法开展了多组对照实验。实验结果表明，所提方法将用于加权生成正弦条纹的二值条纹优化为4幅后，仍然可以保持良好的测量精度和效果。所得标准球的局部点云与拟合标准球的平均距离，相比于传统三步相移技术降低了72.3%。

提出一种二进制编码条纹代替正弦条纹的方法，以降低三维测量系统的非线性误差。首先，通过对传统正弦条纹一个周期内呈正弦变化的光强值进行二进制编码，将所有二进制编码的每一位分别组合生成二值条纹，投影到被测物体表面。然后，将采集到的多幅二值条纹进行叠加，生成正弦条纹。最后，结合四步相移技术，并使用互补格雷码辅助相位展开进行实验验证。实验结果表明，所提方法相比于传统四步相移方法可以有效降低非线性伽马效应导致的相位误差，提高测量精度。对直径为50.8140 mm的高精度标准球进行测量，所得的局部点云与拟合标准球的平均距离为0.0697 mm。

针对微纳器件三维形貌快速检测及重构中的高精度和高速度难以兼得的技术难题，本文提出一种基于时域相移技术的结构光检测方法，通过空间光调制器对测量光进行调制，结合时域相移技术实现微纳器件三维形貌检测和重构。相比传统的结构光检测方法，本技术在样片轴向扫描的同时，利用空间光调制器进行相移测量，保证测量精度的同时提高测量的效率。通过对测量数据进行分析，该方法可快速实现三维形貌检测和重构，测量精度可优于10 nm。

菲涅耳非相干相关全息术(Fresnel Incoherent Correlation Holography, FINCH)属于同轴全息系统, 需要通过相移技术去除零级像和共轭像。通过对FINCH系统记录及再现过程的理论分析, 根据系统点扩散函数推导出了n步相移数学计算公式, 模拟仿真了相移步数n对FINCH系统成像质量的影响, 并搭建了非相干光反射式数字全息记录系统, 对模拟结果进行了实验验证。模拟仿真及实验结果表明: 通过增加相移步数不能显著提高再现像质量; 二步相移能够提高记录速度, 通过去除原始图像和小波分解的方法可以抑制零级像, 提高再现像质量; 通过对三步相移每个相移全息图拍摄多次求平均值后得到的再现像与拍摄一次得到的再现像对比发现, 随着拍摄次数的增加, 得到的再现像质量越来越好, 背景噪声大大减弱, 再现像强度越来越大, 为FINCH系统再现像质量的改善提供了新的思路和新的实验基础。

利用主元分析从一组干涉图中提取相位和相移量, 得到相移量与驱动电压之间的对应关系, 从而实现压电陶瓷相移器的非线性校准.模拟结果表明: 主元分析法计算相移量的误差随着干涉图中条纹根数的增多而减小;当干涉图中条纹根数多于0.25时, 相移量计算误差小于0.1664rad.实验结果表明: 相移量计算误差是周期分布, 对相移器校准准确度影响小.该方法无需迭代计算, 且对干涉图中条纹根数没有严格要求, 因此是一种高效且实用的校准方法.

提出一种基于最小二乘迭代的多波长同时相移干涉测量方法。该方法可以在三个波长光波同时入射的同轴相移干涉测量系统中，对所有波长进行同时相移，通过单色CCD 采集一系列相移量未知的多波长同时相移干涉条纹图，利用最小二乘迭代算法提取出单个波长下的包裹相位分布。结合多波长光学位相解包和降噪处理得到合成波长的相位分布，进而测量出待测物体的三维形貌。对该方法进行了数值模拟和光学实验验证，结果表明该方法实验过程简便、测量精度高、抗噪能力强。

提出一种基于主成分分析(PCA)的多波长同轴共路同时相移干涉测量方法。所提方法可以通过从单色CCD记录的一系列相移量未知的多波长同时相移干涉条纹图，利用主成分分析提取出单个波长下的包裹相位分布，继而通过多波长的方法进行相位解包和降噪处理得到合成波长的相位。数值模拟和实验结果表明，所提方法不仅测量过程简单，而且运算速度快，测量精度高。