载波调制水下探测激光雷达利用散射光和信号光在频域特性上的差异来抑制杂散光，而不同水质中的散射光的截止频率是载波调制水下探测激光雷达设计中的重要参数。测量散射杂波的频率响应需要将目标回波与散射杂波分开，尤其是前向散射，与目标回波空间上重合，不容易被分开。文中提出了一种在载波强度调制激光雷达中分别测量水下目标和散射杂波的频率响应方法，利用散射光和目标反射的信号光在空间相干性上的差异，在回波光路上使用螺旋相位板将其分开并分别采集，再通过傅里叶变换得到它们的频谱。实验结果表明，前向散射杂波具有低通特性，而目标回波的响应是平坦的。将信号与散射在频谱中调制频率处的幅度之比定义为“信杂比”，并且用其来表示探测的有效性：当信杂比大于1时，认为探测到了目标。在较浑浊的水中，为了获得大于1的信杂比，载波的调制频率需要更高，基于蒙特卡洛方法对光子在海水中的传播进行了仿真模拟，结果与实验相符。测距实验也证明了，提高调制频率可以减小浑浊水中的测距误差。当信杂比小于1时，提高调制频率，测距误差降低明显。

为测量4 MV感应电压叠加器的电压，设计和标定了多个D-dot电压探头。频响测试结果表明探头频率上限大于270 MHz，满足待测电压信号频率响应需求。标定中，由于分压器与探头的安装位置不同，为了避免传输线阻抗失配导致快前沿电压信号在不同测量点的电压波形差异，采用前沿数百纳秒的脉冲信号开展标定。由于探头的低频特性同时满足标定与实测的需求，因而标定的准确性得以保证。考虑装配结构及精度对探头灵敏度的直接影响，次级电压探头采取了在感应腔逐级安装过程中的在线标定方法。由于靠近二极管的电压探头受到电子等影响导致波形畸变，因此直接测量负载电压存在困难。4 MV装置的多发实验结果表明，输出端传输线上电压波形与其下游位置电压波形之差，与用两者之间电感计算的电压波形相吻合，说明采用二极管上游电压探头的测量结果来计算二极管电压是行之有效的。

为了解决测量脉宽达到μs量级的方波信号的平顶衰落问题，设计了改进的双端匹配电容分压器。对采取双端匹配方式的电容分压器进行了频域和时域仿真。仿真结果表明，双端匹配方式的中频段幅频特性不平坦，方波响应波形也存在过冲。通过仿真计算调整了始端电阻以及对应的末端电容，实现了双端匹配方式的优化设计。实验结果表明：当低压臂电容为2 nF的情况下，使用电长度为50 ns的电缆的改进双端匹配电容分压器可以得到过冲小于2%，无平顶衰落的波形。

数字闭环光纤电流传感器暂态特性主要包含频率响应与阶跃响应，对于电力系统的继电保护控制、故障录波等应用领域至关重要。在工程应用中，传统的测试方法由于其测试系统复杂、测试电流信号小等问题，不利于评估光纤电流传感器的暂态特性。利用数字闭环光纤电流传感器的闭环控制机理，提出一种在数字闭环光纤电流传感器反馈回路中添加相位调制激励的方法。首先，分析数字闭环光纤电流传感器的相位调制原理，通过建立数学模型验证相位调制激励的等效性；其次，根据数字闭环光纤电流传感器闭环控制算法，提出频率响应与阶跃响应的调制激励产生方法；最后，利用现有数字闭环光纤电流传感器产品平台完成频率响应与阶跃响应的仿真与测试。结果表明：采用相位调制激励的仿真数据与试验数据最大误差为0.12%，该调制激励方法不需要搭建复杂的测试系统，在现有硬件平台中即可实现不同电流信号的仿真测试。

激光无线能量传输在为远距离设备供能方面有着潜在的应用前景，在激光无线传能的同时进行激光无线通讯，具有重要的应用价值。针对砷化镓太阳能电池，对激光传能系统在无线能量传输时激光无线通讯性能进行了测试。实验采用波长808 nm激光实现砷化镓太阳能电池的能量传输，采用波长650 nm激光作为信号的传输，分别对单能量传输、单信号传输以及能量和信号同步传输三种情况下的砷化镓太阳能电池的输出特性进行了测试。结果表明：当单能量传输时，太阳能电池的性能与激光功率密度的大小密切相关，激光功率密度在54.9~90 mW/cm²范围内光电转换效率最大值为46.6%；当单信号传输时，通过测量系统的频率响应得到砷化镓太阳能电池的3 dB带宽约为3.7 kHz，并通过设计放大电路提高系统的通信性能，优化输出波形，使得系统的通信速率从10 kbps提升至240 kbps，输出电压峰峰值达到7.2 V。最后实验测量了不同激光强度下可实现的通信速率，当激光功率密度为59.5 mW/cm²时可实现140 kbps的通信速率，使得激光充电系统在无线能量传输下可以进行信号的传输。