依据白光扫描轮廓仪是根据白光的干涉特性求解被测物的表面相对高度.主要研究了基于白光扫描轮廓仪的几个常用算法.包括条纹调制度法,移相法,空间频域法等.讨论了各种算法的优缺点.为研究白光扫描轮廓仪和新算法的提出提供了基础.

为了研究声波探雷机理,设计了一个基于声-地震耦合原理的室内声波探雷实验系统.首先,简述声波探雷技术的基本原理;然后,详细介绍室内声波探雷实验系统的硬件组成及实验方案;最后,用一种反坦克塑料教练地雷进行实验,重点讨论实验系统的可重复性.实验结果显示,在相同实验条件下,测得的3条地表振动曲线基本重合,表明所设计的实验系统的可重复性良好,满足测试要求,可用于实验室条件下声波探雷机理的研究.

为了实现物体三维变形非接触式测量，设计了基于电子散斑干涉技术的三维变形测量系统。该系统采用了一分五型分束光纤，这根光纤在系统中起到分光和传光的作用，使系统所需器件比一般的设计系统要少。为了获得变形的量化数值，系统将电子散斑技术与相移技术结合在一起，由压电陶瓷引入相移，并采用“4＋1”相移算法计算变形量。该系统可以实现面内及离面变形的独立测量，进而实现物体三维变形的测量。文中对带缺陷的木板进行了加热变形测量，检测其面内、离面变形的敏感度；然后对钢板进行了应力三维变形的测量，得其离面变形量为5μm。结果表明，设计的测量系统可以实现各种变形的测量。

分析了共光路外差干涉仪光路中几个组成元件的调整方法 ,包括入射光位置的调整、渥拉斯顿棱镜位置的调整、被测表面位置的调整等。

用FFT对圆形干涉条纹图进行处理时,插值是其中很重要的一步.本文提出一种新的插值方法,该方法是从整个图形出发,利用最小二乘法进行迭代.实验证明利用该方法可以得到满意的结果.

相位去包裹是移相干涉技术中关键的组成部分。一些去包裹算法在处理具有较多无效成像点的干涉图时，会在处理结果中引入较大的算法误差。提出了通过对去包裹位相进行二次校正的方法，实现去包裹位相算法误差的有效消除。文中通过基于DCT变换的最小二乘去包裹算法为例进行了说明，并通过一光学平晶表面的处理结果对方法进行了验证。

波长移相干涉技术通过改变光源的波长实现移相,可以克服硬件移相引入的误差,同时原理上可以实现多组干涉信号的分离.主要应用于大尺寸干涉仪及需要分离多表面干涉信号的系统中.加权多步波长移相算法是其主要的算法,中心思想是通过时域加入合适的窗函数,抑制寄生信号,提出包含轮廓或厚度信息的有用信号.文中介绍其设计思想,进行算法设计,并对一光学件进行了测试和比对.

随着生产扫展对许多工件提出了测量三维形貌要求本文提出了在较大光点间隔下实现小采样间隔三维形貌测量的方法。该方法可不改变测量系统光学结构，通过外加简单的装置改变光点间隔，从而实现小采样间隔的三维形貌测量。论文给出了相应的数学模型，测量步骤，并进行了误差分析。

数字剪切波面干涉技术广泛用于波面测量和光学零件参数的检测中.本文介绍了数字剪切波面干涉技术的测量原理和一般处理算法,提出了基于待定系数法的一维剪切波面重建算法,对模拟的剪切干涉图和激光波面进行实例分析,表明所用方法具有较好的处理精度和实用价值.

讨论了光学件波面检测中,采用功率谱密度(PSD)作为重要评价参数的原因、相关的国际标准、PSD计算方法及PSD结果的评价准则等.虽然所进行的讨论主要是针对高功率激光系统中的光学元件检测,但对于其它应用领域的检测也是有借鉴意义的.