介绍了一种基于光散射原理的便携式激光表面粗糙度测量仪。它采用半导体激光器光源，以元心光路结构接收、处理经粗糙表面调制的散射光带，成功地解决了粗糙度测量精度高低与测量范围大小相矛盾的问题。仪器结构简单、操作方便、测量效率高，精度能满足生产实际的需要。

介绍了一种可对大尺寸工件进行无导轨精密测量的系统.以有高稳定性和强抗干扰能力(室外可达10.)的双纵模热稳频He-Ne激光器为光源,其拍频约为790 MHz,拍频波长约376μm;以节点为对准标志,最邻近节点到被测点的间距用组合于同一光路中的分系统激光干涉仪测量,分辨率为0.08 μm.采用自适应滤波和小波运算大幅度地降低了光电信号噪声,并强化波形.测试表明,测量的不确定度优于30 μm/10 m,整个测量系统可在0～20 m范围内工作.

磁光涡流成像检测装置可实现精细表面下细小缺陷探测.在该装置中,通过物体表面上方的交流激励线圈实现传统的涡流感应,涡流所感应的磁场由法拉第效应来检测.为了实现表面下缺陷的检测目标,激光穿过安放在激励线圈中的特殊的磁光晶体,激光偏振方向在晶体中的旋转大小取决于检测区域磁场的大小,缺陷将使检测区域磁场分量发生变化并使偏振光的旋转角发生相应变化,通过一光学装置转化成'明'或'暗'图像,该光学装置由传统的显微镜、照明系统、偏振器和CCD图像传感器组成.给出了初步的实验探测结果.

介绍一种可用于在线和在位检测的高分辨力激光轮廓仪。此仪器具有很 高的共模 抑制比和同类型仪器中最小的形状误差。分辨力优于0.2nm（Ra）。可以摆放在金刚 石车床的刀架上测量超精密加工表面微观形貌。

一种基于拍波干涉原理的无导轨大尺寸测量系统已研制成功.它以双纵模热稳频He-Ne激光为光源,其两纵模生成于同一振腔内具有天然同轴的优势,在整个测量范围内不会发生光束分离.两纵模频差约790MHz,拍波波长约380 mm.其稳定度(即拍波波长稳定度)与激光频率稳定度相同,在无空调并有冷热气流吹拂时可保证不低于10-7.两纵模频差以拍波节点为对准标志,采用自适应滤波和小波锐化器有效滤除噪声,从而提高了节点检测的测量精度.测量起点和终点到最近节点的距离由同一光源分出来的双频干涉仪精确测定,分辨力为0.08 μm.经实验验证:系统的测量范围大于20m,测量不确定度优于30 μm/10m.

目前对精细表面下细小缺陷的无损探测已成为光电检测技术研究领域中的一项难题.根据法拉第电磁感应定律和磁光效应,提出了一种磁光/涡流成像技术,以实现对精细表面下细小缺陷的可视化实时无损检测.文章从基础理论着手,重点对磁光/涡流成像技术的光学系统、脉冲激励、图像采集处理等方面进行了创新和探索.

分析了一种同轴式激光轮廓测量系统的工作原理,开发出了一套基于WINDOWS的测量控制软件,使它具有自动控制、数据采集、信息处理及结果输出等功能,可以用三维图形直观显示被测量物体表面微观形貌、进行多种表面粗糙度参数计算.此测量系统的分辨力优于0.1 nm,重复性2σ优于1.2 nm.

一种采用激光拍频干涉原理，测量大尺寸机械零件或构件的高精度测距仪系统已研制成功。它的特点是用双纵模He—Ne激光为光源，无需任何参考频率标准，稳频精度在室外有风的环境下优于1×10^-7。两个纵模的激光出自同一谐振腔，因而自然同轴，其拍频约为790MHz，拍波长约380mm。此系统以节点为对准标志，最临近节点到被测点的间距用组合于同一光路中的分系统干涉仪测量，干涉仪分辨率为0．08。无需长导轨或任何重型机械构件，测量范围0～20m。采用自适应滤波和小波分析，消除噪声、锐化波形，使测量的不确定度30μm／10m。

为了满足激光拍频干涉仪所需要的高的频率稳定性的激光光源，研究了双纵模热稳频的机理。以控制激光管放电电流为主要热控制方式及自创的对激光管进行感应加热作为微量控制的先进方法为控制手段，采用模糊控制理论与专家系统相结合的控制策略，建立模糊PID控制器，对双纵模激光源进行稳频。无须建立被控对象数学模型，对时滞、非线形和时变性具有一定的适应能力。实验结果显示，稳频精度无明显变化，但预热时间明显缩短，抗干扰性明显增强，强干扰后也能迅速稳频。

提出一种适合于金属亚表面缺陷的可视化无损检测方法——磁光／脉冲涡流成像方法。该方法以脉冲信号激励产生涡流，以激光对被检测物体的照射取代传统涡流检测的线圈探头，通过磁光传感元件将缺陷引起的磁场变化转换成相应的光强度的变化，由传统的显微镜、照明系统、偏振器和CCD图像传感器组成的光学系统将光强变化转换为“明”或“暗”图像，实现了对缺陷的实时成像检测。本文论述了磁光／脉冲涡流实时成像检测机理，给出了一种实验装置。通过对金属表面／亚表面缺陷实验，表明该检测方法快速、准确，可实现微／纳米级缺陷的成像检测。