Aiming for suppressing side-mode and spectrum broadening, a slit beam-shaping method and super-Gaussian apodization processing for femtosecond laser point-by-point (PbP) inscription technology of fiber Bragg gratings (FBGs) are reported here. High-quality FBGs, featuring narrow bandwidth of less than 0.3 nm, high reflectivity above 85%, low insertion loss (0.21 dB), and low cladding loss (0.82 dB), were obtained successfully. By a semi-automatic PbP inscription process, an array consisting of six FBGs, exhibiting almost no side-mode peaks with high suppression ability and narrow bandwidth, was fabricated along three independently developed single-mode fibers with an interval of 20 mm.

In this study, we propose an underwater ghost-imaging scheme using a modulation pattern combining offset-position pseudo-Bessel-ring (OPBR) and random binary (RB) speckle pattern illumination. We design the experiments based on modulation rules to order the OPBR speckle patterns. We retrieve ghost images by OPBR beam with different modulation speckle sizes. The obtained ghost images have a better contrast-to-noise rate compared to RB beam ghost imaging under the same conditions. We verify the results both in the experiment and simulation. In addition, we also check the image quality at different turbidities. Furthermore, we demonstrate that the OPBR speckle pattern also provides better image quality in other objects. The proposed method promises wide applications in highly scattering media, atmosphere, turbid water, etc.

二氧化钒具有从金属相到绝缘体相发生可逆相变的特性，在68℃，分子结构从单斜结构转换成金红石结构，同时伴随着光学、电学和热学性质的快速突变，使得二氧化钒被广泛应用于热光调控、光学防护、红外伪装、离子电池和化学传感等领域。本文总结了二氧化钒薄膜新颖的制备技术、研究现状以及各种技术的优缺点，分析了应力、掺杂、缺陷等因素对二氧化钒相变特性的显著影响，归纳了二氧化钒的相变机理和支持相关相变机理的证据，列举了二氧化钒在不同热门领域中的应用，并对二氧化钒的发展方向和应用前景进行了总结和展望。

针对水下目标探测应用场景，给出了相应的532 nm波长激光雷达系统参数，结合条纹管激光雷达和载波调制激光雷达的优点，设计研制了一套水下三维成像增程激光雷达原理样机。相对于常见的微波调制激光产生高频脉冲的方案，该原理样机采取调Q技术压缩激光脉冲，再结合F-P腔的特性产生高频激光脉冲，具有峰值功率高和输出能量高的优点。实验结果表明，该原理样机在清水环境中成像距离优于20 m，能够捕捉到13 m处直径9 mm的目标细节；在浊水环境中的信号处理增程能力达到81.4%，相对距离分辨误差为0.01 m。所获得的实验结果为进一步提升水下激光雷达的成像距离和分辨率进而发展水下成像装备奠定了基础。

硫化锌（ZnS）晶体是重要的宽光谱红外窗口材料，高深径比纳米孔的超快激光制造技术为中红外波导傅立叶变换光谱仪等光子器件的实现提供了重要的技术途径。本文采用中心波长为1030 nm、重复频率为100 kHz、脉冲宽度为223 fs~20 ps可调的Yb: KGW激光光源，用石英锥镜产生高斯-贝塞尔光束，并用4f系统构建了40倍缩束的超快激光直写系统。在能量为36~63 μJ，脉宽为12.5~20 ps的情况下，在ZnS晶体上成功刻写了直径为80~320 nm的纳米孔结构。通过聚焦离子束（FIB）剥蚀和扫描电子显微镜（SEM）成像确定了纳米孔隙表面形貌、直径及深度信息。研究了激光脉冲能量、脉冲宽度对纳米孔隙的影响。结果表明，在20 ps脉冲宽度、48 µJ脉冲能量的激光参数下，纳米孔隙的深度约为270 μm。

超快激光技术的发展为基础研究和工业生产不断注入新的动力，促发了很多新学科、新技术的诞生。超快激光焊接作为近年来发展起来的一种新型材料连接技术，在航空航天、精密机械、集成光电、生物医疗等领域具有巨大的应用潜力，受到了人们的广泛关注。基于超快激光非线性选区能量沉积的基本特点，超快激光焊接具有广泛的材料适用性和空间选择性，可以在无嵌入层的前提下实现涉及透明材料的高质量选区焊接。本文从超快激光选区焊接的物理机制、主要影响因素、适用领域入手进行了归纳与分析，并对未来该技术发展和将面临的关键挑战进行了论述。