折射率调制的光纤传感器可用于测量稠油热采过程中的蒸汽干度测量。当油田的油井中注入高温高压蒸汽时，从井口到井底连续地查明汽液比对节省能源和提高产出率意义重大。由于干蒸汽和水的折射率不同，汽液的比例可以从汽液两相流的折射率响应特性反映出来。研制的测量装置直接对汽液两相流的比例变化产生响应，能够应用于高温高压及狭窄工作空间的输汽环境中。在井深850m，井口蒸汽温度287℃，压力7．49MPa的油田注汽井中进行了测试。测试结果对注汽法采油的井况分析具有一定的参考作用。油田注汽井的测量数据表明，这种干度测量仪可以实现在线、连续的测量工作。

在全光网和全光信号处理中，半导体光放大器(SOA)因其优良的非线性特性和快速响应特性而得到了广泛应用。增益恢复时间是表征SOA响应速度的关键参数。研究了增益恢复时间与SOA工作参数的关系，理论上得到动态增益特性、增益恢复时间与各参数之间的关系，并参考实际参数，进行了数值模拟。模拟结果表明，增加腔长、减小横截面积、增大注入电流、增大CW辅助光功率、增大探测光功率，均可提高SOA的响应速度。

设计了一种应用块状磁光材料与集磁环相结合的集磁式光纤电流传感器。介绍了该传感器的结构及工作原理，构建了光纤电流传感器实验系统并进行了测试。实验结果表明，该集磁式光纤电流传感器在30kV工作电压下可准确实现30kA脉冲或连续电流的测量，为电力系统中高压大电流测量提供了一种切实有效的方法。

提出了使用DSP对F－P腔滤波后的FBG反射谱进行信号处理的解调方案，DSP处理器不断地对测量支路和参考支路的信号进行采集、比较，从而解算出待测量的变化值。从光学原理上探讨了F－P腔用波长表示的干涉滤波函数，对光电探测器测得的信号进行反卷积模拟运算，得到了当光电探测器接收的光强度分布不是中心对称时，分别提高了0．0399nm和0．057nm的FBG反射谱，提高了光纤光栅传感器的解调精度。

等效折射率方法是在传统光纤理论的基础上发展而来的。阐述了等效折射率方法，利用矢量波动方程分析了微结构光纤包层空间填充基模的传播常数，以及有效折射率与波长的关系，并计算了纤芯缺陷分别为1孔、3孔、7孔时光纤的归一化频率。在传统光纤理论的基础上，通过对归一化频率的分析，讨论得出不同占空比时光纤的无尽单模区，以及单模区与多模区的特性变化，这为设计单模大模场微结构光纤提供了参考。对等效折射率方法做了进一步总结，分析了其应用优点和局限。

光纤传感器具有体积小、重量轻、抗干扰能力强、实时、高效、准确等优点，将其应用于石油测井，有利于提高勘探效率。介绍了流量测量、温度测量、压力测量、含水(气)率测量、密度测量、声波测量、自然伽马测量、光学电视测量等光纤传感器在测井中应用的基本原理以及光纤传感技术在石油测井方面的应用进展，列举了利用非本征F－P腔型光纤传感器测量压力、温度，利用光纤传感器和纳米技术测定油井的含水率等石油测井技术，分析了其优缺点。

介绍了He－Ne散射检测激光损伤的原理和实验装置，分析了散射信号及激光损伤的内在关系。实验表明，散射信号与薄膜的激光损伤尺度与形貌有关，对于本次实验，最小探测的激光损伤尺度为20μm左右。与显微镜和等离子体闪光法实验对比显示，He－Ne散射测量能判定薄膜激光损伤的发生，准确测量激光损伤阈值，测量结果与显微镜观察法符合较好。

利用高温熔融冷却法制备了直径为82．4μm的掺铒磷酸盐玻璃微球，并利用熔融拉丝法制备了锥腰直径为2．3μm的熔锥光纤与其进行耦合，发现了掺铒玻璃微球吸收光谱中出现的等间距分布的滤波谱线。利用光学微球腔理论讨论了玻璃微球吸收光谱中的形貌共振现象，计算出该耦合系统的品质因数为1．31×10⁴。利用Mie散射理论计算了谱线的吸收峰位置和峰间间距，计算结果与实验结果相符合。最后比较了两种峰间间距算法的优劣。

多维轴对称折叠－组合腔由一个或多个折叠腔和一个共轴球面腔组合而成，共用一个平凹输出镜产生并合光束。为了得到更稳定、更高功率的激光输出，基于矩阵理论建立了基模高斯光束斜入射通过凹面镜的理论模型，并对输出光束的近场光强分布和光斑大小做了非相干并合和相干并合的数值计算和模拟。结果表明随着输出镜曲率半径的减小，光强峰值和光斑大小有轻微减小，稳定性更高。

光纤取样可以降低高功率激光脉冲时间波形测量成本，并提高测量系统抗干扰能力。光纤耦合效率、信号保真度、信号获取率是采用光纤取样测量高功率激光脉冲时间波形的难点。针对大型高功率激光脉冲宽度窄、光束口径大以及输出光束远场漂移量大等特点，设计了一套激光脉冲光纤取样系统，在全口径取样和不降低信号保真度的条件下有效解决了测量系统信号获取率低下的问题，充分保证了测量系统的可靠性。

介绍了用于风切变测量的激光雷达外差探测系统，阐述了其工作原理，根据CO₂雷达系统与Ho∶YAG雷达系统相关参数进行信噪比模拟和风速误差对比，模拟结果表明波长为2．1μm的Ho∶YAG雷达和波长为10．6μmCO₂雷达都适合机载低空风切变探测。通过对比表明Ho∶YAG雷达的性能更为优良，误差更小，探测距离更远。

针对Nd∶YAG棒刻螺纹是否能改善激光器的输出，理论上分析了Nd∶YAG晶体棒内热传导过程及影响其冷却效果的因素。给出了表面刻上螺纹后，Nd∶YAG晶体棒表面积的变化结果和其对表面冷却换热方式的改变。对使用螺纹棒的激光器输出进行了实验研究，与普通棒的实验结果对比发现：用螺纹棒比用普通棒时平均功率大了23．2%，发散角小了3mrad。说明激光棒的表面刻槽可以提高冷却效果，有效地提高了激光器的输出。

介绍了TE(A)激光器中Rogowski电极和近似Rogowski电极、Chang电极和紧凑式Chang电极、两类Ernst电极和紧凑式Ernst电极的设计方法。给出了上述放电电极的面型和表面电场分布，简述了制造上述电极的注意事项。在同等电场均匀度和均匀电场分布范围的情况下，对比了保角映射型电极的尺寸大小和电场分布特点。综合放电电极的面型、制造难度、辉光放电实验可知，在要求高能量和高功率的场合下，选择Ernst电极较好；在脉冲激光指标要求一般的场合下，选择近似Rogowski电极较好。

材料在加工中由于夹渣、孔洞、缝隙等原因会造成材料内部的非均匀性，在机械或热载荷下内部的缺陷将通过变形表现在外表面，即使这种变形量十分微小，数量级小于0．1μm，一般测量仪器无法测出，但对于精密微电子器件(MEMS)、精密机械等，这种缺陷是致命的。针对上述问题设计了一套专门检测材料在热载荷、机械载荷或两者耦合情况下变形的系统，并应用该系统对金属材料(LY12)表面裂纹在热载荷场下的变形进行了测量，得到了裂纹扩展的变形矢量图。该系统为一套集显微观测、数字图像处理、加载及照明等关键技术为一体的非接触、全场测量，结果可数字化输出的系统。

提出了一种实时高频角位移测量的新方案，采用该方案可对机载光电系统动态稳定精度进行测试。该方案采用激光自准直测量，以及高精度、高响应频率PSD探测器传感稳定平台的角位移，有效解决了频率达500Hz角振动状态下的稳定精度测量。与传统的脱靶量测试方法相比，精度提高了几个数量级，优于10μrad。该方法可用于机载高精度稳定平台稳定精度的实时测量。

拉曼光谱是一种分子散射光谱，利用物质的特征拉曼光谱，可实现对其结构、成分、浓度等的检测。多组分物质拉曼光谱的定量分析是一个有待深入研究的课题。采用遗传算法程序对10组分的混合矿石样品的拟合拉曼光谱数据进行了分析，对同一条件下算法多次计算的结果和不同条件下算法的表现进行了讨论，分析了算法设计和基本参数的不同对算法收敛速度以及对计算结果的精确性和稳定性的影响，验证了遗传算法用于多组分样品拉曼光谱数据分析的可行性、有效性和精确性。

以阶跃型反射率分布为例，分析了像素尺寸对相位测量轮廓术(PMP)测量精度的影响情况。仿真结果表明相位测量误差大小随感光单元覆盖的相位范围增加而增加，即采用高分辨率探测器可以得到高的测量精度；相位测量误差大小与阶跃在感光单元上的位置有关，存在导致最大误差的位置，并且该位置与阶跃相对幅值有关；相位测量误差大小随阶跃相对幅值增大而增大，偏向反射率高的方向。研究结果为PMP测量系统设计中图像探测器选择、测量精度评价提供了依据。

长光程吸收光谱空气质量监测是一种比较成熟的方法，但其在测定的准确性、长期工作的稳定性，数据检测等方面存在不少问题。对该方法的原理、仪器系统组成、运作环境等进行了介绍，论述了产生问题的原因。针对太阳散射光、吸收系数、系统光学部件和气候条件等诸多因素的影响进行了分析评述。

目前柱面镜检测的主要方法是样板比较法和干涉法。样板法对球面、柱面样板均有较高要求，而干涉法也需合适的高要求的辅助镜，并且对环境要求较严格。提出了用轮廓仪配用合适工装检测柱面镜的方法，该方法简洁、直观、快速，对环境要求较低。分析了该方法的检测误差，实验验证了分析的正确性，指出高精度轮廓仪在一定范围内能保证柱面镜的检测精度。这种方法不仅适用于零件的最终检测，也适用于加工过程中的检测。

中值滤波是一种在去除噪声的同时能较好地保护图像边缘细节的非线性图像处理方法。为了滤除闪光照相CCD图像中的脉冲噪声，同时能更好地保护图像边缘，提出了一种改进的自适应中值滤波方法。该方法采用局部中值和局部方差作为判断噪声点的阈值，实现了局部自适应的中值滤波，克服了传统自适应中值滤波方法的缺点，对椒盐噪声和随机脉冲噪声均有较好的滤波效果。实验结果表明，该方法消除图像脉冲噪声十分有效，对闪光照相CCD图像的处理结果也较好。

概述了微反射镜阵列器件的分类、其主要驱动方式，以及现有商用阵列器件的情况。就4种驱动方式，介绍了其机电特性和工艺特点，并进行比较分析，指出选择驱动方式应依据应用的性质、工艺集成难度和成本效益原则。总结了微反射镜阵列器件在5个方向的应用。最后，阐述了微反射镜阵列器件技术展望。

在3～5μm红外增透膜系的遗传算法优化设计中，当群体接近成熟时，个体间的竞争能力和算法的区别选优能力会下降，进化将停止不前，产生无意义的重复计算和长时间等待。为了监控进化过程中染色体的变化趋势和改进情况，并提高算法的搜索能力，提出了一种采用离线比较法和辅助优选因子的薄膜改进遗传算法。计算实验表明，离线比较监控法能有效地掌握计算的进展情况，准确地监察到群体的成熟收敛、进化停止，并可据此决定改进算法的时机。采取辅助优选因子，能保持先前的计算成果，选出当前群体中的优良个体，跟引入的新鲜个体一同参与交叉，使进化不断向前，从而使改进后的算法搜到合格解的几率大大提高。

将格兰－汤普森棱镜两半块之间的光学胶合层作为一层薄膜，利用薄膜光学理论，分析了胶合层对棱镜透射比的影响。通过研究胶合层的厚度以及光学胶折射率对入射光在胶合界面上反射率的影响，得出了s偏振光经过格兰－汤普森棱镜后的透射比。结果表明：胶合层的厚度以及光学胶折射率对棱镜的透射比均有影响，且厚度对棱镜透射比的影响呈现周期性变化；而光学胶折射率则对透射比的振荡幅度产生影响。以长度孔径比为3的格兰－汤普森棱镜为例，光学胶折射率为1．510时，棱镜的透射比在92．5%～90．8%之间振荡；光学胶的折射率在接近e光主折射率1．475～1．495之间取值时，棱镜透射比的振荡幅度较小。这一结果有利于对格兰－汤普森棱镜性能的优化。

液晶显示模块具有功耗低、体积小、超薄等特点。PIC16F87X系列单片机指令精简、功能强大，在测控仪器仪表和低功耗等场合得到广泛应用。从KS0066U驱动芯片出发，基于该驱动芯片结构和功能，通过PIC16F87X单片机与LCD模块的硬件接口设计和软件编程设计，归纳出液晶显示模块接口设计的基本思路，为测控技术、仪器仪表技术的开发提供了参考。

在锶原子钟的研制过程中，为提高原子束的准直效率，需要在准直器圆面上加工出最大数量的给定直径的小孔。用小圆紧密排列逐层求算的计算方法，在直径D=3080μm的圆面积上获得小圆孔(d=200μm)个数的最大值，提高了原子束准直器的准直性。