激光测量技术伴随着激光的诞生而产生。最早的激光脉冲时域宽度测量技术，是传统的光电直接测量法，即光电探测器加上示波器。这种方法的测量原理非常直观，但存在因电子器件响应时间较长而不能满足短脉冲测量的障碍。上世纪七十年代，间接测量技术——自相关测量方法开始出现。它分为无干涉项的强度自相关和存在干涉项的干涉自相关两类。自相关测量方式有更高的测量精度，并具有测量装置比较简单的优势。但是，自相关方法也存在着不足。九十年代初，频率分辨光学快门法(FROG)出现，它将自相关测量中的光电探测器改为光谱仪和电荷藕合器件CCD进行测量。FROG测量方法所体现的重要思想就是时—频域二维探测，而之前的所有方法的测量都只是在时域或者频域进行一维测量。源于二维相位恢复的高限制度，FROG测量方式具有前所未有的高精度，FROG能提供更准确的脉冲信息。这种时频域探测的思想，在随后的研究中被广泛采纳，发展出了多种不同的测量方式。　　总体上讲，脉冲测量技术的测量方式由直接测量变为间接测量;测量域由单一的时域探测或频域探测，发展到时—空域或者时—频域二维探测;测试装置更加小型化、特定功能化。超短激光脉冲测量技术上的突破不断地为人类探索未知领域、发现新的物理现象、进入更小的时间和空间尺度提供新的可能。因此，对超短脉冲的测量技术的创新和改进至关重要，具有改善激光器本身性能和拓展其应用的双重意义。　　本文在第一章对超短脉冲及其测量技术作了概述，并重点就激光脉冲的典型时、频特性参数作了分析和简单模拟。在论文的第二章，对经典的自相关测量方法做了简单的原理、方法介绍，就各自存在的问题作了分析，并总结了各自的优缺点和适合的应用场合。　　在论文的第三章，就强度自相关测量飞秒激光脉冲的实验光路设置、数据采集、运动控制、数据分析方法做了简单介绍。就实验遇到的问题和解决办法做了论述。为了解决测量功率过大的问题，引入半波片和格兰—泰勒棱镜，提高了最大可测量的激光功率值。为了解决实际测量中激光的功率波动对脉宽的测量造成不利的影响，提出了两点改进措施:一是适当增加延迟线扫描速度;二是适当提高锁相放大器时间常数。通过实验数据分析对比，得出结论:适当改变延迟线扫描速度，对克服激光功率波动带来的测量干扰更加有效，同时不会使结果产生较大的偏差。　　论文的第四章，先对FROG的基本方法和原理进行了简要说明，再根据这些原理，通过工具软件MATLAB，以偏振型频率分辨光学快门法为例，自行编写了多组程序，分别对傅立叶变换极限脉冲、正线性啁啾脉冲、负线性啁啾脉冲、双峰脉冲等类型激光脉冲的FROG光谱生成过程进行了模拟。对这些结果进行分析，发现与理论知识保持一致。接下来分别对无噪声较准确初始猜想、无噪声不准确的初始猜想、有噪声的FROG光谱踪迹的迭代恢复过程进行了验证。对算法的优化和验证，充分说明了主元素投影法(PCGPA)的稳定性和收敛性，为后续实验的进行奠定了理论基础，并为其拓展应用提供了可能。　　第五章，在前面的超短脉冲测量理论、实验和模拟的基础上，说明了一种新的微纳器件的延迟时间测量方法，就理论基础和实验测量过程做了说明。此外，还就实验设置上可能存在的改进措施作了阐述。