Целью работы является повышение информативности бесконтактной диагностики потоков жидкости и газа лазерной плоскостью. При диагностике потоков трассерными методами разработаны поправки на отличие скорости частиц-трассеров от несущего их потока. Предложен оригинальный критерий идентификации областей скоростной неравновесности двухфазного потока. Предложены алгоритмы восстановления полей давления, плотности и температуры турбулентного потока по полю скорости движущихся в потоке частиц. Приведены результаты обработки изображений. Предложен панорамный метод восстановления распределения частиц по размерам в полидисперсном потоке в лазерной плоскости. Разработаны оригинальные методы решения обратных задач восстановления параметров потока по данным оптических измерений. Приведены результаты исследования устойчивости соответствующих решений. Приведены результаты экспериментального исследования двухфазных потоков.