分析了激光干涉系统的原理,给出了长度测量的计算公式,基于我们研制的测长仪讨论了仪器的设计要点,介绍了一种典型应用--数控机床的精度检定.

传统地震检波器为"永磁-动圈"式电磁检波器,在信号捡取过程中易受电磁干扰,存在非线性、动态范围小等问题.提出一种基于激光光栅多普勒效应的全新地震检波方法,依据谐波特性分析信号频谱,消除了光电接收器和电路噪声、环境波动等因素的影响,由差拍信号转折点的电压得到小于计数当量值的振幅值.实现了频率范围0.8 Hz～500 Hz,振幅20 nm～2.0 mm,相对误差小于100,其动态范围大于100 dB.光栅多普勒地震检波器的信号质量好,消除了光源、运动速度及接收器之间的角度影响,提高了微小振动位移的测量精度、分辨率和动态范围.

提出了一种利用激光光栅的多普勒效应实现光栅横向位移距离高精度遥测的新方法，给出了具体测量原理、系统结构及景深计算的理论公式，理论分析了作为多普勒频移发性器和顺的反射相位光栅的衍射特性，理论计算和实验表明，此系统测量范围大，信号质量好，分辨力和测量精度高，并具有很大的景深可应用于具体生产环境中位移遥测。

本文提出了一种应用于激光多普勒离面位移测量系统的新型参考式光路结构，能够较好地完成产生多普勒频移和拾取该信号的功能，采用相位光栅作为光学混频元件，提高了测量的信噪比并充分利用光能。本文阐述了实现差拍应满足的条件及方法。实验表明，该光路结构能有效实现被测物的离面位移测量，并可获得高的测量精度。

本文提出了一种中型热轧圆钢直径在线检测仪的光学系统。分析了光路结构和测量原理。用理论和实验证明了热钢检测中孔径光阑的作用和计算方法，担子邮计算公式。得出了光学系统的设计要点和结论。

分析了位置敏感探测器PSD特性对测量系统的影响.试验表明PSD的非线性误差可通过数学处理加以校正,环境温度漂移±0.1℃引起的PSD输出变化可以忽略.分析了背景光、光源强度、光源均匀性、光斑大小等对PSD定位特性的影响.

为了利用激光多普勒效应实现远距离处固体面内位移测量,研究了激光多普勒差动方法和锁相放大、同态滤波等技术,设计出能获得大的多普勒信号强度的差动光路,高灵敏度、大Q值的锁相放大器和能重构丢失信号的同态滤波器等.实验结果证明将由它们所组成的系统用于50m处固体的面内位移测量,效果令人满意,其相对误差约1%.

阐述一种全新的无导轨光笔式三坐标测量系统的光笔结构.采用工作冗余方式3/4[G]进行光笔系统冗余设计,使光笔系统具有一个冗余度以实现系统自标定和挡光自恢复.确定了求解系统自标定最小二乘问题的有效算法.点光源坐标误差为±0.1 mm时,光笔系统误差≤0.1 mm.采用不同调制频率光可以识别多个点光源.

为解决超低频、微小振动的高精度测量与装调间的矛盾,提出了一种新型的激光多普勒信号检波系统.该系统通过一运动光栅的衍射,得到约40.5%的测量光强,用另一光栅的衍射消除两束差动光间的夹角以及光波长对测量精度的影响;频移﹑混频分开进行,保证系统装调更方便准确;用1/4波片﹑渥拉斯顿棱镜等得到相位差90°的正余弦信号,实现位移方向识别.实验得出,该系统振动频率和振幅测量精度均为1%,可测频率范围可达到0.5-500Hz,可测振幅范围1μm-5mm.

基于激光多普勒效应的动态测量技术具有精度高、信噪比高、动态响应快、线性好、量程范围大和非接触等优点。为获得爆炸容器径向变形参数，设计非接触激光多普勒纵向位移测量系统。采用外差式光路结构，实现被测目标运动方向的辨别，提高抗干扰能力；利用高斯光束理论和束腰特性优化光路结构，使高斯光束束腰聚焦在爆炸容器被测表面上，实现最小聚焦光斑，提高光信号的强度和信噪比；根据爆炸容器径向变形的特点，研究相应的数字滤波和频谱分析方法，实现高速变化位移的动态测量。系统的位移测量范围为-30mm-＋30mm，速度变化范围为-10m/s～＋20m/s，测量距离为4．5m。爆炸容器在内部爆炸载荷作用下的径向变形测试结果表明测试系统性能是可靠的。