Ｆ－Ｐ标准具和干涉仪利用多光束干涉的原理，产生极锐的干涉条纹并且谐振频率对Ｆ－Ｐ腔长的变化非常敏感，根据这些特点，从利用Ｆ－Ｐ干涉仪进行激光器的频率锁定，稳频，光学倍程精密定位和纳米测量三个角度综述了在长度测量领域Ｆ－Ｐ干涉仪的发展情况；在分析主要存在的问题和解决方法的基础上，讨论了Ｆ－Ｐ干涉仪的发展方向，并指出在纳米测量中Ｆ－Ｐ干涉仪将起到越来越重要的作用。

沿着z轴方向传播的无衍射光决定了一条空间直线。加之无衍射光束的光轴比准直激光束稳定，适于作空间直线度／同轴度误差测量的直线基准。以无衍射光为基准，结合圆度测量及其修正技术，实现了一种内孔同轴度的高精度测量技术。介绍了内孔同轴度测量技术的工作原理，并从误差的理论分析和试验来作了证明。

基于基尔霍夫定律,利用半导体激光器InGaAs/I及钽酸锂热释电探测器设计了一种实用化的实时测温系统.基于该系统A/D转换器件的分辨率、V(T)-T曲线的温度灵敏度及其与测温范围间的制约关系,确定了系统应选用16位的芯片为其A/D转换器件;基于该系统的测温精度、V(T)-T曲线的相对温度灵敏度及其与波长间的关系,对其工作波长的优化选择进行了进一步的讨论;基于探头的温度分辨力、A/D转换器件的分辨率以及与V(T)-T曲线的温度灵敏度间的制约关系,对其波长带宽的优化设计进行了进一步的分析,并给出了系统在673K～1473K内的测温灵敏度.对系统进行优化设计后,在测温范围的低温段,其灵敏度不低于0.5K;在测温范围的高温段,则不低于0.1K.在673K～1473K内,其测温不确定度不低于0.3%.

测量激光深熔焊接小孔的温度分布是研究小孔形成机理的重要手段之一。为了获得非对称情况下的等离子体温度的二维分布，通过变量分离方法将光谱测量的一维信息分离为对称和非对称两部分，在阿贝尔变换的基础上，利用数值方法计算出对称部分的平面二维分布，从而获得非对称情况下的平面二维分布。通过假想的非对称分布函数进行了模拟计算和误差分析，结果证明算法的整体误差小，对研究激光焊接形成小孔的机理具有十分重要的意义。

光电探测器是影响激光测高仪探测性能的重要器件。为了使探测器性能保持最佳状态，采用了近似算法进行分析。该算法使用近似分布函数来模拟探测器的输出，推导出虚警率与阈值门限和倍增因子三者之间的函数关系，找出虚警率、阈值和增益之间的最佳结合点。实验表明，根据该方法设计的激光测高仪探测器接收电路，可使探测概率和回波信噪比有显著提高。这一结果对激光测高仪目标特性的回波分析和地形地貌3维轮廓重建有很大帮助。

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。

结合作者近年来在早稻田大学和上海交通大学研究工作，介绍了高速ＣＣＤ摄机在柴油机喷雾测试中的应用。重点论述了利用红宝石激光器和ＣＣＤ（电荷耦合器件）视频摄机的特点实时采集瞬变燃油喷雾图像的技术，并讨论了其中的关键问题。

为了研究测量混合层高度的方法，对判断混合层高度的几种重要方法，如目测法、梯度法等进行了分析，采用本文中所介绍的的Steyn法，通过阐述其理论基础，给出了理想模型图，并举例强调实际运用时初始值选择对拟合结果的影响。利用云高仪Vaisala测得的3幅雷达回波信号图（气溶胶后向散射系数和高度）进行拟合，得到了混合层高度等结果。结果表明，Steyn法即使在混合层后向散射系数多变、混合层高度偏低的复杂情况下，仍能准确有效地识别混合层高度、夹卷层厚度等信息，大气边界层日变化的实测结果与理论预测值能较好地吻合。

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。

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。