合成孔径激光雷达具有成像分辨率与探测距离无关的特点。与微波相比,激光波长至少小3个数量级,因此能实现更高分辨率的成像,但是波长更短时成像更容易受系统自身引入的相位误差的影响,从而导致成像模糊。为了消除该误差对成像的影响,提出采用光学锁相环(OPLL)技术抑制编码合成孔径激光雷达的系统随机相位噪声。在发射端,激光信号经编码信号驱动的电光调制器调制后用于探测目标;在接收端,对接收到的回波信号与本振光进行正交解调。所提出的基于OPLL的编码合成孔径激光雷达工作在1550 nm波段,调制带宽为1.25 GHz,脉冲重复频率最高可达1.2 MHz/s。实验结果表明,在没有OPLL时,系统随机相位波动大于100 rad,采用OPLL后,系统内部相位稳定度优于0.1 rad,大幅度提高了系统自身的相位稳定度和方位向合成成像精度。

为了实现低温真空环境下红外材料热膨胀系数的高精度测量，提出了一种固体材料低温热膨胀系数的测量方案。本方案基于自准直原理，设计了一种测微结构，建立起了结构变形与角度的关系，并推导出热膨胀系数测量公式。利用测量公式，从理论上分析了该方案的测量误差传递函数关系，并利用误差灵敏度函数对红外材料低温热膨胀系数测量装置的设计精度进行了分析，最后通过计算得到了该方案的测量相对误差。结果表明，测量的热膨胀系数相对误差仅为0.76%，满足纳米级测量要求。

零差相干激光通信系统具有高速率及远距离传输的特性，在星间高速激光通信骨干网中占有重要地位。分析了光学锁相环的工作原理并建立了相应的数学模型，得到了光学锁相环的开环及闭环传递函数，推导了误差传递函数，分析了环路带宽的影响因素。分析了锁相环路中的相位噪声误差，建立了误差因素、探测灵敏度以及环路带宽之间的关系。分析得到锁相环的优化带宽为1.5 MHz，测试了接收机的误码率。当通信速率为5 Gbit/s、调制方式为二进制相移键控时，得到接收机的接收灵敏度为-41.4 dBm，误码率为10-7。