设计并实现了一种平面反射双光程结构的阴影系统,该系统在减小了尺寸的同时还提高了观测的灵敏度;采用直接成像的方法,降低了系统噪声,提高了自动化程度.结果表明:该系统可以清楚地显示小到1.0×10-6 g/cm4的密度梯度变化,可在海洋内波动力学研究中,对实验室中模拟内波的形态结构进行观测,满足试验场地受限的情况下大尺寸内波密度场的观测需要.

提出了基于棋盘光栅Ronchi检验法的微变表面形貌测量方法，可同时测量被测表面形貌两个正交方向的斜率，因而可通过一幅变形棋盘光栅图重构被测表面形貌。使用取微分极值的方法可简单有效地实现变形棋盘光栅图两个正交方向信息的分离和提取。根据所提出的测量方法和数据提取算法建立了微．变表面形貌测量系统并对静态和动态表面形貌进行了测量。结果表明，所建立系统的分辨率〈O．1μm，测量范N〉50μm，符合有关研究中对微变液面的测量需求。

为了实现对内波等流场的大视场无干扰竖向显示测量，设计了一种透镜和反射镜结合使用的平面反射双光程形式的纹影系统。使用“虚拟光刀”代替传统纹影系统中的真实光刀，且对系统的光学系统和图像采集系统进行了集成耦合设计，可以直接得到实时连续的数字化流场纹影图。对纹影图进行多次Wiener滤波，渐次增大Wiener滤波的像素估计邻域，可以有效去除图像中的随机噪声。