为解决相位生成载波-反正切解调算法(PGC-Atan)的非线性失真问题，搭建了基于改进型PGC-Atan算法的非本征型法珀传感器(EFPI)解调系统。首先，理论分析了载波相位调制深度(C)偏离最优值、伴生调幅、载波相位延迟等非线性因素对经典PGC-Atan算法中参与反正切运算的正弦与余弦两路信号的影响。然后，针对外调制或伴生调幅较小的情况，提出了一种基于系数补偿的改进型PGC-Atan算法(PGC-CC-Atan)。该算法通过构造与C值和载波相位延迟有关的系数，消除反正切运算中的非线性参数。针对内调制情况，提出了一种基于椭圆拟合的改进型PGC-Atan算法(PGC-EF-Atan)。该算法通过基于分块矩阵的最小二乘法拟合椭圆并提取3个椭圆参数，进而将受非线性因素影响的正弦与余弦两路信号校正为正交信号。最后，通过仿真验证了改进型算法的正确性，并采用高调制特性的垂直腔面发射激光器(VCSEL)和常规腔长的EFPI等搭建PGC解调系统，对比经典PGC-Atan算法与两种改进型算法的解调性能，证实了改进型算法非线性失真抑制的有效性。实验结果表明：一定C值范围内，两种改进型算法可在非线性因素影响下有效解调。PGC-EF-Atan算法相较于PGC-CC-Atan算法，解调信纳比提升了11.602 dB，总谐波失真降低了10.951%。两种改进型算法中，PGC-EF-Atan算法对非线性失真的抑制效果更好，且解调线性度良好，准确度高。

将脉冲激光的空间展开与激光超声无损检测相结合，数值分析及实验研究了激光瞬态光栅作用于铝合金板的结构响应。数值分析了反射-吸收综合模型框架下表面粗糙度对吸收率的影响，进行了直径1 mm外型、脉冲宽度1 ns、单脉冲6 mJ输入下激光瞬态光栅激励过程的仿真，并开展了相同能量条件下束斑点光源、有限长度线光源的比对分析；数值分析结果表明，观测距离小于等于4 mm的范围内，瞬态光栅激发下峰值为点源激发的2~5倍，且结构表面能量密度约为点源模式的1%、线源模式的12.7%。开发了瞬态光栅模块并搭建了激发-检测实验系统，结合49.36 mm×49.80 mm×4.97 mm尺寸的铸铝平板进行了验证比对。实验结果表明，60 kHz高通滤波下噪声幅值约为1 nm，距离光栅中心位置2 mm处表面位移峰值的相对偏差最大值为8.91%、10 mm处信号时延对应的声表面波速度偏差为6.62%。