光学延迟线是影响太赫兹时域光谱系统中太赫兹信号准确性、信噪比以及频谱分辨率的关键环节。本文设计了一种由24个转盘反射面（TRS）构成的快速旋转光学延迟线（FRODL）。通过对FRODL工作角度的仿真，得到了其理论延迟时间和理论非线性度。基于FRODL实际耦合过程中耦合功率的波动性大小，确定了FRODL的实际工作区间，并搭建了偏振迈克耳孙干涉系统，对FRODL结构的实际延迟时间进行标定，得到了各转盘反射面工作的实际延迟时间。标定结果显示，FRODL校准前的最大非线性误差为0.094 ps，非线性度为0.215%。通过两次利用三次样条插值，对FRODL实际延迟时间和采样点信号进行匹配，获得了校准后的太赫兹等间隔时域波形。

非线性误差是基于Faraday效应的干涉式数字闭环光纤大电流传感器基本测量准确度的主要影响因素。考虑到传感光路中偏振交叉耦合、圆偏振态不理想等因素的影响，计算了与调制信号同频的干涉信号，得到了闭环反馈相移与被测电流之间的非线性跟踪关系。仿真结果表明：传感光纤线性双折射、1/4波片方位角及相位延迟误差、相位调制器输出尾纤偏振串音是光纤大电流传感器产生非线性误差的主要原因。需根据被测电流的动态范围相应提高相位调制器输出尾纤耦合及熔接对轴精度。通过求解光纤敏感环微分模型方程，提出了波片参数与椭圆双折射光纤拍长-螺距比的匹配条件，实现了传感器对Faraday效应的线性响应，降低了椭圆偏振传感信号造成的非线性误差。实验结果表明：采用参数匹配的1/4波片后，在6~500 kA范围内，传感器比例因子随被测电流的变化量为0.2%，相比于理想1/4波片降低了一个数量级。

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。

测量分辨率和精度的不断提高是激光外差干涉测量的发展趋势，而抑制激光外差干涉测量精度进一步提升的主要因素是周期性非线性误差。提出了一种基于连续小波变换的激光外差干涉非线性误差补偿方法。对非线性误差函数进行Morlet小波变换，利用小波系数矩阵信息提取小波脊线，分析小波脊线上的特征信息，重构一次谐波非线性误差；利用最小二乘非线性拟合方法迭代拟合出二次谐波非线性误差。实验结果表明，将此方法应用于激光外差干涉测量系统中，非线性误差分量由5.97 nm减小到1.09 nm，非线性误差分量减小至原来的18%。该方法可有效抑制非线性误差的影响，并提高激光外差干涉测量的精度。

由于微惯性测量单元(MIMU)易受环境影响, 且存在输出非线性以及剧烈角运动和线运动下精度低的缺点, 而传统的多项式标定方法难以精确地补偿动态误差, 因此,利用深度学习方法对MIMU整体动态误差进行建模与补偿, 分别使用浅层神经网络与深度循环神经网络建立MIMU的整体动态误差模型。设计了基于三轴带温箱位置速率转台的标定流程, 使三轴带温箱转台的内、中、外3轴同时施加角运动并且施加温度变化, 建立MIMU的多因素影响误差训练集。实验结果表明, 浅层神经网络模型相对于传统模型在误差补偿效果上略有提升, 深度循环神经网络模型补偿后残差均值与均方差显著下降, 其中,门控循环单元(GRU)神经网络模型补偿效果最好, 并且需要训练的参数较少、计算负担小。

近年来，随着太赫兹器件研究不断取得进展，对太赫兹收发前端的研究逐渐增多。随着工作频率的增加，以及带宽的增大，由器件非理想性能带来的误差成为影响太赫兹系统性能的重要因素。基于一个采用二级混频设计的收发异源调频连续波太赫兹系统，研究分析了时钟同步误差、调频非线性误差以及IQ 不平衡问题所带来的误差。通过对3 种误差的建模分析，为后续对误差进行消除和补偿提供了良好的理论基础。

提出了一种基于四象限探测器和波片阵列的集成式干涉信号探测系统。波片阵列的对准误差是激光干涉测量非线性误差的主要来源之一。首先分析了波片阵列对准误差对测量结果的影响机理，然后利用琼斯矩阵建立了波片阵列对准误差引入的非线性误差模型，并搭建实验系统进行验证和研究。实验结果表明，波片阵列引入的非线性误差会随着对准误差的增大而增大，在－20°～20°范围内，四分之一波片引入的非线性误差在0～13 nm之间，二分之一波片引入的非线性误差在0～2.4 nm之间。研究结果对单频激光干涉测量系统的集成化及非线性误差的分析和消除具有重要的参考价值。

针对传统机器视觉难以检测类镜面零件表面缺陷的问题，结合相位测量偏折术原理，将缺陷检测问题转换成基于绝对相位差提取突变区域的问题。首先，采用灰度投影法得到图像待测曲面的坐标及尺寸，分割出待测曲面区域。然后，对待测曲面进行相位提取和相位展开，用绝对相位分布图与参考面的绝对相位分布作差，得到绝对相位差图。最后，对相位差图进行频域处理，以滤除周期性成分，同时采用Sobel滤波器提取相位差图的突变区域，得到表面缺陷。实验结果表明，基于相位测量偏折术的缺陷检测方法能实现类镜面物体表面的缺陷检测，检测精度可达到0.180 mm。

为了提高线性自抗扰控制(LADRC)应用下的光电稳定平台稳定精度及抗干扰能力, 提出一种变论域模糊自抗扰控制(VFADRC)方法。在系统模型未知的情况下, 在线性自抗扰的设计中引入不依赖模型信息的模糊控制器, 使用伸缩因子函数实现变论域设计, 并将VFADRC与线性自抗扰及模型辅助自抗扰(MLADRC)方法进行仿真对比。仿真结果表明: 所设计的变论域模糊自抗扰控制器具有调节时间短、超调量小的优点, 同时抗扰性能大幅提高, 能够有效提高光电稳定平台的干扰抑制能力。