高能化学氧碘激光(COIL)激光近场存在着大量的高频光，这部分光会对光束质量及强光通道附近的系统造成严重的危害，因此需要研究这些高频光在近场的传输规律。分析了各种不同的高频光的产生机理和特性，其中输出镜的衍射和高阶模对高频光的贡献最大，因此是主要研究对象。通过在光学通道内设置多个测试光阑测量了不同位置的能量，并根据该位置的空间角计算出高频光角谱。采用了三种不同的研究方法分别计算在不同出光时间下的角谱特征，得到了较一致的结果。研究结果表明高频光的角谱越往通道后端数值越大，当光束质量恶化时角谱值增大，通道内的能量损失增加。根据角谱曲线可以计算出每个防护光阑上的功率和能量，这为高能COIL激光系统热管理技术奠定了坚实的基础。

为了实现任意球面元件的超高反射率测量，提出直腔和折叠腔两种光腔结构，以实现0°,10°,15°和30°等不同角度下球面元件的超高反射率测量。详细分析了这两种测量方式，根据光束传输变换公式，推导了任意球面元件在测量中引入的衰荡光腔物理腔长的变化，得到了实验测量中腔长调节指导。并根据光腔衰荡法原理，推导了球面元件在超高反射率测量中的通用数学表达式，对测量公式进行了讨论，分析结果扩展了光腔衰荡法在元件超高反射率测量的使用范围。

铷原子吸收线宽很窄，通过充入定量缓冲气体，可以加宽铷原子的泵浦吸收线宽，从而可以提高铷原子对泵浦光的吸收效率。通过计算模拟，找到入射泵浦光谱宽、入射泵浦强度和缓冲气体压力之间的对应关系，找到最佳的实验工作条件，最终实现铷原子对离泵浦中心频率一定范围内的泵浦吸收效率很高，同时保证在泵浦谱宽范围内的总泵浦吸收效率也很高。模拟结果显示：随着缓冲气体压力的增大，铷原子吸收线宽不断增加，但是泵浦光的总吸收效率下降的并不明显。

对基于周期极化钽酸锂(PPLT)晶体的光参变振荡器（OPO）技术进行了理论分析和实验研究，通过三波混频耦合波方程组，计算了PPLT-OPO的波长调谐曲线。分别研究了信号光单谐振结构（SSRO）和闲频光单谐振结构（ISRO）下，PPLT-OPO的中红外激光输出特性。当NdYAG激光器输出的1.064 μm激光抽运功率为48 W，重复频率为5 kHz时，SSRO和ISRO输出的3.9 μm中红外激光功率分别为5.78 W和5.07 W，相应的转换效率分别为12%和10.6%，ISRO输出的3.9 μm激光的近场光斑分布和光束质量优于SSRO的输出结果。

The theoretical analysis and experimental results of the wavelength tunability of a tandem optical parametric oscillator (TOPO) based on a single nonlinear crystal are presented. TOPO is a configuration wherein the signal laser is used as a pump laser to generate secondary optical parametric oscillator (OPO). The cascaded parametric interactions are achieved synchronously in a single-grating-period MgO doped periodically poled lithium niobate (PPMgOLN). Tunable multiple-wavelength mid-infrared (mid-IR) lasers are obtained by changing the temperature of the crystal. When the PPMgOLN crystal with a grating period of 31.2 μm is operated at 148 oC, the dual OPOs generate an identical mid-IR laser of 2.83 \mum. The secondary OPO transforms into an optical parametric amplifier, in which different frequency mixing from the signal laser results in the amplification of the idler laser in the first OPO. TOPO is a useful configuration for multiple laser output, broad tuning range, and high-efficiency mid-IR lasers.

报道了一台高单脉冲能量的光参量振荡(OPO)2 μm固体激光器。采用电光调Q, Nd:YAG激光器输出的1064 nm激光, 抽运腔内两块光轴方向相向放置的KTP晶体, 通过双谐振光参量振荡(DROPO)技术获得2 μm激光输出。OPO谐振腔由2 μm反射镜、两块走离补偿的KTP晶体和2 μm输出镜组成。KTP晶体尺寸为8 mm×8 mm×15 mm, 切割角θ=53°, φ=0°。OPO采用Ⅱ类相位匹配(o→o+e)。当激光二极管单脉冲能量为1.02 J, 电光Q开关频率为30 Hz时, 获得了单脉冲能量107 mJ的简并波长2.1 μm激光输出, 808 nm激光二极管到2.1 μm光光转换效率为10.5 %, 光束质量因子分别为M2x=2.38, M2y=1.56。

报道了一台高功率中红外激光器。通过理论计算,得到了光参量振荡器输出波长随MgO:PPLN晶体温度变化的调谐曲线,分析了晶体热膨胀对输出波长的影响;通过声光调Q,Nd:YAG激光器输出的1064 nm激光作为抽运光,抽运掺氧化镁的周期性极化铌酸锂晶体(MgO:PPLN),利用光参量振荡(OPO)技术实现了1.75 μm和中红外2.71 μm激光输出。当重复频率为7 kHz,抽运光功率为104 W时,总的平均输出功率为53.2 W,转换效率为51%。从转换曲线上看,并没有达到饱和区域,因此在晶体损伤阈值以下,增加抽运光功率,OPO的输出功率将会有所提高。

单增益模块的无机液体激光体系在通过流动循环散热时,也导致抽运区域的增益介质在流动方向上产生了热梯度。而双增益模块的液体激光系统既能有效地散热,同时也避免了流动方向的热梯度,具有较好的性能。采用数值计算方法模拟了同样增益长度的单、双增益模块系统的热特性和输出激光的远场光斑分布,并进行了对比分析。结果表明双增益模块液体激光系统的性能明显优于单增益模块系统：远场光斑的峰值强度提高一个数量级,能量集中度和光束质量均得到明显的提高。

为解决无机液体激光系统的热效应问题,采用激光二极管双侧抽运横向流动的Nd3+:POCl3:ZrCl4溶液以很好地减小热效应,实现液体激光系统高功率高光束质量输出。建立了液体激光理论模型,分析了工作参量对系统能量转换效率与介质热效应的影响;模拟了系统在不同吸收系数和不同流速下的能量转换效率,远场光斑分布以及激光束亮度分布。模拟结果表明:采用二极管作为抽运源可以获得很高的能量转换效率,而且光束质量较好;在给定抽运体积和抽运强度为800 W/cm2时,介质的吸收系数位于2.5～3.0 cm-1,流速约为25 m/s时,输出功率与光束质量实现最佳匹配,激光束亮度最高,系统性能达到最佳。

对低信噪比运动背景下序列图像中弱小目标的提取算法进行了研究,提出一种新的目标提取算法.根据运动背景的相关性和目标运动的连续性,采用背景模板匹配技术,计算各帧背景运动量,去除复杂背景,用自适应预估和阈值分割技术捕获跟踪目标.实验中,结合所研究的算法,对100帧包含低对比度弱小目标的运动图像序列进行了处理.实验结果表明,此方法能有效地实现目标的自动捕获与跟踪,跟踪效率高,跟踪稳定.