为了评价高重复频率系统在每个选通切片中的成像质量,为脉冲分配策略的研究提供依据,在Jaffe-McGlamery模型的基础上,建立描述高重复频率系统信号传输过程的理论模型,分析图像退化因素,提出一种高重复频率系统成像质量评价模型。采用重复频率为4 kHz的脉冲激光器,对黑白条纹靶板目标进行成像。实验结果表明,从目标开始成像到出现饱和前的线性区间内,该理论模型的结果与实验结果相吻合,误差不超过10%。

在水下高重复频率距离选通成像系统的基础上，设计了一种全选通成像系统。在空间域中，可将整个探测区域划分为多个相互叠加的改进选通切片，一帧图像积分时间内的激光脉冲按照一定规律分布到各个改进选通切片中；在时间域中，在一帧图像积分时间内按照一定规律实现宽选通门对不同激光脉冲回波的等时差移动，使得一帧图像中包含所有距离的目标信息，实现了全选通实时成像。实验对比了连续光成像系统、传统距离选通成像系统和全选通成像系统的成像质量。实验结果表明，全选通成像系统同时具有连续光成像系统探测范围广和距离选通成像系统探测距离远的优点，探测距离大于4.5H(H为衰减长度)，输出视频的帧率为20 Hz。

水下距离选通成像雷达能够有效消除水体对光源的后向散射, 提高水下成像作用距离, 但由于系统信号处理固有延迟的影响, 成像盲区限制成为这种方法的主要缺点之一。提出了一种基于激光脉冲异步控制的方法, 在高重频和低重频两种系统上进行对比实验。研究表明, 采用异步控制方法在水下高重频距离选通成像系统上能够成功消除成像盲区限制, 但在低重频系统上会带来图像亮度抖动的缺点。这也是水下高重频距离选通成像系统优于低重频系统的原因之一。

基于脉冲激光器的水下距离选通成像雷达是水下光电探测的重要手段之一，为了在探测距离内获得有效的照明范围，在小角度散射条件下，推导了水体光束扩展函数，提出了一种水下高斯光束激光照明模型。采用532 nm调Q 倍频Nd:YAG 脉冲激光器实验测量了不同发散角激光在水下目标平面上的照度分布半径。与其他模型仿真结果进行对比表明，该激光照明模型能够较好地吻合实验结果。模型误差随着照明距离和激光发散角的增加而变大，在目标平面直径为1 m 的圆形照明区域条件下，仿真得到的照明光斑半径在8.5 个衰减长度范围内与实测值误差不超过0.1 m。

介绍了采用距离选通技术进行非视域成像探测的原理, 基于窄脉冲激光器和选通型成像器件搭建了非视域主动成像实验系统。以玻璃作为中介反射面, 以黑白条纹靶板作为目标, 对目标和周围环境处于不同光照情形时, 系统的非视域成像效果进行测试。结果表明, 基于距离选通的非视域成像技术是一种能够在不同光照条件下实现对视觉盲区进行有效观察的成像技术。

时域展宽是脉冲激光在水下传输时的重要特性，直接影响蓝绿激光对潜通信和水下激光成像等水下光电应用的性能。推导了选通深度曲线的特征参数与脉冲激光回波波形参数和增强型电荷耦合器件(ICCD)选通波形参数的关系，从而提出了基于选通深度曲线的脉冲激光水下传输时域展宽测量方法。利用所搭建的高重频脉冲激光水下成像系统，在大型室内船池中进行实验测量。结果表明，所提方法能够有效完成脉冲激光在水下传输时的时域展宽测量，尤其适用于远距离传输的情况。

以TiO2为多孔模板并以聚3,4-亚乙二氧基噻吩-聚苯乙烯磺酸（PEDOT:PSS）为催化材料合成了具有交联孔隙结构的TiO2-PEDOT:PSS纳米复合薄膜（TPNF），并将其作为对电极应用于染料敏化太阳电池（DSC）。首先将TiO2纳米颗粒沉积在导电的掺杂氟的SnO2透明玻璃(FTO)上形成骨架和孔隙均在纳米级别的模板，随后将PEDOT:PSS水溶液附着在模板的骨架表面，最终经热处理获得TPNF。通过优化模板结构和旋涂转速，获得了催化活性优异的TPNF，组装后DSC的填充因子和转换效率分别达到0.528和4.57%，均远高于纯PEDOTPSS薄膜组装的器件的填充因子（0.297）和转换效率（1.98%）。改善的光电性能归功于TPNF具有优异的协同效应：导电的TiO2骨架为电子迁移提供了快速路径，同时涂覆在骨架表面的PEDOTPSS通过扩展表面积为还原电解质提供了更多的催化活性点。

对两根放电管驱动的中、远红外双波段(3～5 μm & 8～12 μm)激光器的输出镜透过率、输出窗口等器件与参数进行了优化, 试验获得了25.5 W的中、远红外双波段激光输出, 两个单波段的输出功率均大于10 W, 中红外波段DF激光为TEM00模, 远红外波段CO2激光为TEM20模.利用Φ8 mm光阑对双波段激光器的横模进行了选择, 试验获得了15.4 W的TEM00基横模双波段激光输出.为红外双/多波段探测器阵列及相关系统的应用研究提供了激光光源.

将经球磨处理的鳞片石墨作为前驱体采用氧化还原法制备石墨烯纳米片（GNs），考察晶体结构变化。将GNs作为催化材料应用于染料敏化太阳电池（DSCs），探讨GNs对电极经热处理对器件光电性能的影响。结果表明，采用球磨对鳞片石墨进行预处理，能改进GNs的晶体结构，即厚度减薄、晶面间距d(002)增大。晶体结构改进后的GNs具有更高的催化活性和更强的氧化还原对扩散能力，相应地，DSCs的转换效率得到大幅度的提升。GNs对电极经热处理，能进一步提高对电极的催化活性以及氧化还原对扩散能力，最终促使器件的转换效率从1.17%增加到1.54%，增幅达到31.3%。

采用激发态DF(v)传能给CO2(0000)的方式，在双波段激光实验平台中的CO2增益模块上实现了10P20(944.27 cm-1)、10P12(955.26 cm-1)CO2激光输出。从流量控制、燃料注入方式、最佳光轴位置、功率稳定性和激光光斑五个方面开展研究，获得了DF-CO2激光最大输出功率为2.3 W，激光器运转腔压为2 kPa左右。