基于Kirchhoff定律，利用钽酸锂热释电探测器设计了一种实用化的双波长、高精度光纤测温系统。简要介绍了该仪器的基本结构及其工作原理．并依照单个探测器的温度分辨率、测温系统中R(T)-T曲线的线性度与温度灵敏度，以及系统的测温误差随波长带宽的变化，在考虑单个探测器的最小响应度和温度分辨率的基础上．对系统工作波长的带宽进行了优化设计。得出了在测温范围400—1300℃内，当系统的工作波长为λ1=2.1μm，λ2=2.3μm时，其工作波长的带宽取20nm较为合适的结论。

为提高光电式光栅刻划机的控制精度，设计了一种自准直式激光光栅外差干涉仪的新型测量系统。以光栅衍射和偏振光学为理论基础，结合电子学的相关知识对系统进行了理论分析，设计了基准光栅，并进行了大量的实验研究。由实验研究可知，这种利用光栅的自准直衍射和以光栅栅距作为计量基准的干涉测量系统，具有受环境因素的影响低，结构简单、装调方便等优点；采用双频激光得到的测量信号增益大，信噪比高；该系统用于光栅刻划，得到的栅线间距刻划偏差优于10nm，在3mm行程内累积误差约为0．3μm。结果表明，该系统具有纳米级分辨力，用于实时测量控制系统，测量误差很小，完全达到了中阶梯光栅等特种光栅对刻划机的高精度分度要求。

为了能精确测量出晶体厚度，利用晶体的双折射特性，采用剪切干涉法来测量双折射晶体的厚度，从理论上推导出其实现的可行性，并结合实验验证了测量系统的具体实现过程及计算厚度的算法。结果表明，该方法可用来测量厚度为厘米量级的双折射晶体的厚度，测量的均方根误差小于20nm。

在激光三角位移测量中,为了减少由被测物体表面的反射特性以及测量环境的光干扰对测量的影响,提高测量精度,提出了一种新的图像传感器成像参量的自适应控制方法.推导了图像传感器的成像参量,详细地分析了这些参量对位移测量精度的影响,在理论分析的基础上提出了该方法,并通过实验的方法加以验证.结果表明,该方法能够根据外界环境变化自适应调整成像参量,有效地减小环境的干扰,提高位移测量的精度.

为了测量不同盐度条件下的海水折射率的变化，进而得到海水的盐度，提出了一种应用菲涅耳定理设计的光纤盐度测量方法。介绍了测量原理和初步的实验结果。该方法简单、快速、准确度及灵敏度高。结果表明，此方法在测量盐度时分辨率好于0．4％，可应用于海水盐度的实时监测等场合；理论上可以测量任何气体、液体和固体的浓度（折射率），适用于工业在线监测物质的浓度（折射率）。

为了获得被测导轨的直线度误差信息，采用半导体激光器发出的激光，经准直扩束后照射到楔形平板上，利用楔形平板上下表面的反射作用，将这束激光分解为交角2α的交叉光束，在这两条平行激光束交叉的范围内产生干涉条纹。将此干涉光作为准直测量的基准，用线阵CCD作为光电转换器件固定在接收靶上；检测接收靶处于被测导轨任一测量点时干涉条纹在接收靶上的位置，得到了该测量点与准直光束的偏移量。进行了重复性实验以及与光电自准直仪的比对实验。在测量长度842mm时，直线度误差18．96μm，测量长度最远可达14m。结果表明，样机的性能、指标基本达到了预定目标。

高频率、大范围和高精度是现代卫星／月球激光测距（SLR／LLR）的发展趋势，需要高精度事件计时器作为其时间测量单元。分析研究了事件计时器测量时间的原理，并基于时间数字转换（TDC）和现场可编程门阵列（FPGA）技术，用TDC芯片测量微小时间间隔，同时结合FPGA芯片设计和实现整个高精度事件计时器。进行了信号周期测量实验，结果表明，该测量仪准确度高，标准偏差值优于50ps，系统误差小于11ps，量程为24h，温度漂移小于100fs／℃，短期稳定性好于±3ps／h。

为了消除光源强度波动对测量结果的影响，根据溶液浓度与其折射率的关系和光纤法布里珀罗(F—P)干涉仪透射光谱中心波长与干涉仪腔内介质折射率之间的关系，利用其透射光谱的中心波长进行透明溶液浓度的精确测量，开发出测量实验系统。采用可调光学滤波器对传感信号进行采集。对浓度为5％～80％的酒精进行了实际测量实验，浓度最大测量偏差为0．003％。该系统具有如下特点：1)与CCD测量技术相比，采用法布里-珀罗干涉系统透射光谱的波长信号进行溶液浓度测量，可实现连续大范围、高精度测量；2)消除了光源波动对测量结果的影响，可实现连续高精度测量，且测量范围宽；3)直接利用光电探测器PIN进行传感信号的检测，使系统计算简单；4)便于实现分布式遥测系统；5)直接拟合出F—P干涉波长与溶液浓度之间的关系，使其更适合于工程实际...

激光陀螺动态测角仪是近几十年来发展起来的高精度、高灵敏度的动态测角系统。为了充分利用激光陀螺高精度的优良性能来提高角度测量的精度，对激光陀螺测角仪系统的结构和工作原理进行了介绍，综合国内外文献中对各主要误差源进行了定性的分析，估算了各误差的大小，由此得到了系统总的测角不确定度约为0．3”。结果表明，量化误差对测角精度影响较大。这一结果对探索进一步提高系统精度的方法具有指导性的作用。