高功率微波（HPM）产生器件通过增加慢波结构的过模比使得功率容量显著提高。嵌套型结构让过模器件的空心结构或内导体结构得到使用，同时嵌套型器件的低阻抗使得其与低阻脉冲功率源能良好匹配。基于内外嵌套结构提出了一种锁频锁相高功率微波振荡器。相对于传统的锁频锁相方法，提出了基于耦合波导实现锁频锁相的新方法。内外相对论速调管振荡器（RKO）产生的微波信号通过耦合波导泄漏到高频结构中，对电子束进行预调制，从而实现锁频锁相。另外，为实现内外高功率微波通道合成，设计了双通道功率合成器。在振荡器的工作频点，功率合成器能弥补振荡器两输出通道相位差，使得功率合成效率提高，合成效率为98.3%。在二极管电压575 kV，磁场强度0.6 T条件下，内外RKO 的微波输出功率分别为2.2 GW和3.2 GW，频率差波动小于20 MHz，相位差稳定在10°附近；加载双通道功率合成器，仿真结果表明，微波输出功率为5.31 GW，功率效率32.2%。结果表明，嵌套器件在互锁状态时，振荡器饱和时间缩短，输出功率增大。

为提高液晶空间光调制器（LC-SLM）在波前相位调制中的精度，提出了一种能对LC-SLM实现快速标定的数字全息测量方法。该方法仅需在成像面上采集单幅数字全息图像，就能实时测量LC-SLM在特定波长下的相位调制特性，系统结构简单，且无需经过复杂的衍射传播计算，测量效率较高。在不改变光路结构的情况下利用Twyman-Green干涉法开展对比实验，进一步验证了数字全息法在测量精度方面的优势。实验结果表明，LC-SLM在标准光波波长（633 nm）下的相位调制范围为0~6.185 rad，利用反插值法校正相位响应的非线性特性使得非线性误差降低到2.45%，有效提升了器件的线性驱动精度。最后，针对LC-SLM的波长响应特性，建立了相位-波长调制修正系数模型，对LC-SLM在非标准光波波长（670 nm）下的实际相位调制范围进行了修正，探究了该器件在双波长干涉测量系统中用于相位校正的可行性。

激光去除材料作为激光在工业生产中的重要应用，具有非接触、效率高、加工精度高等其他加工技术无法比拟的诸多优势。本文从单一激光束去除材料和激光复合减材技术两个方面进行阐述，介绍了激光打孔、激光切割、激光烧蚀、激光光刻这四项激光加工技术，并将其与其他加工技术进行了对比；此外，本文还介绍了以激光去除材料为主、多能量场为辅的激光复合技术，并针对单一激光束去除材料技术难以高效加工沟槽的问题，介绍了一种电磁场辅助的激光沟槽加工方法。

战术数据链作为信息传输、共享的网络链路,能够最大程度发挥出战术系统的效能并提高**平台的作战效能。研究了基于数据链和机载多传感器的融合跟踪。根据数据链、雷达、光电传感器的特点进行分析, 首先通过滤波外推算法进行时间配准, 并运用集中扩维融合算法进行目标融合跟踪, 使用数据链单独滤波、雷达单独滤波与融合滤波进行对比仿真。结果表明, 使用融合算法的数据链和机载多传感器对目标跟踪具有更好的效果。

纳米计算机断层扫描(nano-CT)对于推动科技发展和生产技术进步具有极其重要的意义,在生物医学前沿研究及新材料特性研究中的作用尤为突出。概述了纳米CT成像的基本原理、分类,以及纳米CT系统的实现方式和优缺点。在具体技术细节上,重点分析实现纳米CT成像的光学元件的原理、性能、加工制造的瓶颈和应用现状。在此基础上,提出纳米CT成像系统和应用方面存在的问题,并对未来纳米CT成像的发展进行了展望。

半导体微纳米线激光器可作为集成的相干光源,在光通信、光计算、传感器、生物学研究等领域有着广泛的应用前景。介绍了国内外在实现半导体微纳米线激光器波长可调谐及单模激射方面的研究进展。讨论了基于光子-激子强耦合效应的激子极化激元Bose-Einstein凝聚现象,为发展低激射阈值微纳米线激光器提供了新的途径。简述了基于激子极化激元的新型激光器的工作原理和新进展。

数字像面全息显微技术中, 记录过程引入的噪声限制了轴向测量的精度和可靠性。目前对于抑噪方法的研究, 主要针对高频噪声。因此提出了一种针对数字像面全息显微技术的降噪方法, 不仅抑制高频噪声, 对噪声的低频部分也有抑制作用, 提高重构相位的信噪比。这种降噪方法对数字像面全息显微图进行优化, 实现途径为利用二维经验模态分解中, 第一层本征模态函数与全息图干涉条纹灰度信息契合的特点, 提取第一层本征模态函数实现优化。应用优化后的像面全息图, 实现重构, 求解相位, 测量样本表面形貌。应用优化方法对标准纳米台阶的表面形貌进行测量, 对比并分析优化前后全息图的频谱以及测量的高度图, 证明优化方法在保证对微结构表面形貌实现可靠测量的基础上, 降低了数字像面全息显微技术的重构相位噪声。

无衍射光学晶格主要采用函数传递的方式进行数值计算分析,数学模型抽象,程序构建复杂,难以灵活地分析不同光学元件及其缺陷和光路结构对光学晶格物理形成过程的影响。从光路仿真角度出发,提出了一种无衍射光学晶格的分析方法,实现了基础方晶格、最大对称组合基础方晶格、一级稀疏方晶格等典型光学晶格结构的仿真,并验证了光束的无衍射性,说明了该方法的可行性。将该方法应用于光路结构和光学元件特性与光学晶格结构之间的关联分析,有助于探索无衍射二维光学晶格的形成与调控方法,以及潜在应用效果的评估。