以8.0 mm厚的高氮钢板为试验材料，采用Nd: YAG激光-熔化极活性气体保护焊(Metal Active Gas，MAG)电弧复合焊接方法，研究了单一成分活性剂(TiO2，B2O3，Cr2O3)对复合焊焊缝缺陷的影响。研究表明，在相同的工艺参数下，与无活性剂焊缝相比，活性剂TiO2，B2O3，Cr2O3均能使焊缝形貌得到改善；活性剂TiO2和Cr2O3能增加焊缝熔宽、余高，减小咬边深度，但活性剂B2O3使焊缝熔宽和余高减小，咬边深度增加。无活性剂和有活性剂的高氮钢激光-电弧复合焊焊缝熔合区的气孔数均比焊缝区的气孔数多；而活性剂的加入，增加了焊缝熔合区和焊缝区的气孔数。

以6.0 mm厚超高强度钢板为试验材料, 进行了CO2激光-熔化极活性气体保护焊(Metal active gas, MAG)电弧复合焊接试验。采用高速摄像系统观测熔滴形态的变化, 并采集焊接过程中的电弧和熔滴图像, 通过试验深入研究激光功率对复合焊接过程中熔滴形态及受力状态的影响。研究表明, 激光的加入, 改变了熔滴形态尺寸和受力状态。随着激光功率的改变, 熔滴受力状态发生变化, 导致熔滴的半径随时间的上升而增加, 而熔滴脱落时的半径随激光功率的增加而先增加后减小; 激光功率对电磁收缩力影响显著, 在熔滴长大的初始时电磁收缩力方向为负, 当熔滴长大到一定程度之后, 电磁收缩力方向为正; 熔滴的过渡频率随激光功率的增加而先减小后增加。

以一种中碳超高强度钢板为试验材料, 进行了CO2激光-熔化极活性气体保护焊(Metal active gas, MAG)电弧复合焊接和单独MAG焊接试验。采用高速摄像系统观测熔滴过渡形式的变化, 并采集焊接过程中的电弧和熔滴过渡的图像, 通过采集到的图像深入分析熔滴过渡的电磁收缩力的计算。研究表明, 不同的熔滴过渡形式电磁收缩力的计算方法不同;随着焊接电流的增加, 熔滴过渡形式由大颗粒过渡变为小颗粒过渡, 减小了熔滴过渡的直径;激光的加入影响了熔滴的电磁收缩力, 通过试验分析出不同熔滴过渡形式下激光-电弧复合焊熔滴过渡的电磁收缩力的计算公式。

采用高速摄像系统采集焊接过程中的电弧形态图像, 并利用电弧分析仪记录电弧信号, 通过试验深入研究单一成分活性剂(TiO2, B2O3, Cr2O3)对Nd：YAG激光-熔化极活性气体保护焊(Metal active gas, MAG)电弧复合焊电弧形态和焊缝成形的影响。研究表明, 与无活性剂作用下的激光-电弧复合焊相比, 活性剂能够降低激光对电弧的吸引作用, 并且使电弧收缩更加明显;这些活性剂都能不同程度地增加焊缝熔深和熔宽, 其中B2O3、Cr2O3可使熔深显著增加, 而TiO2增加熔深的效果并不明显, 但其熔宽增加显著。与无活性剂的电压波形相比, 活性剂作用下的电压稳定性降低, 但是电压值有所提高。

基于分离变量法研究了双层同心和偏心介质球微腔的光学特性，通过计算其散射效率和不对称因子分析了内核的位置、尺寸以及入射角度等因素对谐振廓线的影响。研究结果表明，当内外两层颗粒的折射率不同时，内核粒子的位置以及尺寸将对偏心球的形貌共振（MDR）产生影响。通过计算球形粒子的内场角度平均强度发现，当内核粒子的位置位于能量集中区域时，MDR的位置和廓线受入射角度影响较大。

根据米氏理论，分别计算了由纯水、纯冰和冰水同心球形粒子构成的平面平行、各向同性云层的单次散射特性（单次散射反照率、不对称因子以及单次散射相矩阵）。根据辐射传输理论，利用累加法求解了矢量辐射传输方程，得到了3种不同构成云层的多次散射矩阵，对不同波长的太阳光的反射特性进行了比较。结果表明，反射光的偏振度比强度对云层的微观构成更敏感，并给出了理论解析。

根据米氏(Mie)理论，计算了多分散球形气溶胶粒子的单次散射特性。粒子的尺寸分布为伽马分布，有效半径分别为5.56，7和11 μm，分析了0.4～100 μm光谱范围内气溶胶粒子的平均消光系数、平均散射系数、单次散射反照率、不对称因子以及相矩阵与粒子的尺寸参数以及折射率的关系。结果表明，在可见光波段，粒子的有效半径对粒子的散射特性影响较小，在更长的波段上其影响较大；单次散射反照率在可见光范围内近似为1，随波长的变化和水滴折射率虚部随波长的变化曲线正好相反，这说明影响其大小的主要因素为粒子的折射率，即虚部越大则反照率越小；且极化率对粒子的尺寸比相函数更敏感。

计算沙尘暴对电磁波的衰减特性,以及利用卫星反射率遥感反演沙尘暴的光学厚度时,通常假设沙尘粒子为球形,但实验室和现场测量结果都表明,自然界中的沙尘粒子为非球形,因此利用球形粒子模型模拟沙尘暴对激光的散射和衰减特性将带来较大误差。利用具有一定尺寸分布、形状分布、随机取向的椭球粒子模型模拟自然界中的沙尘粒子,利用T矩阵方法计算了其单次散射特性,并与球形粒子模型进行了比较,结果表明,混合椭球粒子的相函数随角度分布是平滑的、无特征的、且在侧散射方向上是平坦的,这和自然界中的沙尘粒子散射特性非常类似。最后利用累加法计算了沙尘暴对激光的多次散射特性,结果表明,利用任何一种单一形状的粒子模拟沙尘粒子的散射特性都会带来较大的误差。