在现有单次测量极高速成像方法中，直接成像方法的分辨率高但探测系统复杂，而计算成像方法探测系统简单但易损失空间分辨率。因此，提出一种基于偏振编码的极高速成像技术。所提成像系统利用半波片阵列和偏振片阵列对入射飞秒脉冲、出射飞秒脉冲和动态事件进行偏振编码，并通过线性方程组解码极高速动态的时序图像。通过构建光学模型并仿真，精确还原了多幅图像，验证了所提方案的可行性，理论摄影频率在10¹³ frame/s以上，本征空间分辨率可达114 lp/mm。所提成像系统结合了直接成像和计算成像系统的优势：线性方程组精确求解，不会导致光学系统分辨率损失；时序图像叠加使探测结构只需分光不需要对不同时刻的图像进行空间上的分离，简化了探测器的结构。该极高速成像系统的时间分辨率仅受脉冲宽度限制，可以实现飞秒级动态事件的探测，并且随着脉冲宽度的缩短，其时间分辨率可以得到进一步提升。

针对星载CO2遥感探测空间外差光谱仪2.04 μm通道光谱定标的应用需求, 研制了一台2.04 μm波段窄线宽波长可调谐的高稳定性铥钬共掺光纤激光器(THDFL)。利用线型复合谐振腔的 维纳效应扩大有效纵模间隔,有效抑制了多模激光振荡,输出激光线宽达7.5 MHz; 通过对振动 隔离和温度补偿封装的FBG施以轴向拉伸应力,该THDFL可在2040～2042.5 nm范围内调谐,且输出波长不 确定度小于5×10－3 nm; 使用研制的1565 nm光纤激光泵浦源, THDFL输出功率达192 mW;利用该 可调谐THDFL提供的输出激光,溯源于波长标准后实现了空间外差光谱仪2.04 μm通道的光谱定标,且定标精度优于设定的指标要求。

针对铥钬共掺光纤放大器在放大2 μm以上长波段信号光时因存在反向放大的自发辐射(ASE)而造成的放大效率浪费的问题，提出了在放大器输入端插入一个中心波长为1950 nm的光纤光栅（FBG）的方案，并从理论上研究了光栅参数对放大器在2 μm以上波段增益特性的影响。通过数值模拟给出了几种不同的铥钬掺杂比例下、有无FBG时，放大器对2040 nm信号光的增益随光纤长度的变化曲线，分析了插入FBG后放大器最大增益和对应的最佳光纤长度的变化，以及这种变化对铥钬掺杂比例的依赖性。通过模拟放大器输入端的反向ASE光谱，以及抽运光、信号光、ASE与FBG反射光功率沿光纤传输的演化行为，解释了FBG对放大器产生影响的根本原因，并进一步指出为提高放大器长波段增益而加入短波段FBG的适用条件。并初步研究了加入FBG对放大器增益谱及噪声特性的影响。

研究了介质加载型表面等离子体(DLSPP)波导中发光粒子的自发辐射特性.通过经典偶极子近似,给出了发光粒子在SPP 波导任意位置处的自发辐射速率与自发辐射耦合成表面等离子体(SPP)导波模概率的计算方法；采用有限元法(FEM)模拟计算了单模DLSPP 波导中若丹明6G(R6G)发光粒子的自发辐射速率和自发辐射耦合成SPP 模式的概率.模拟结果表明,在DLSPP 波导中,当发光粒子距金属界面较近时,自发辐射速率大幅增强,当远离金属界面时,自发辐射速率降低并趋于真空中的值；同时,DLSPP 波导中发光粒子自发辐射耦合成SPP 模式的概率也与其位置相关,当处在波导截面中心位置时,自发辐射耦合成SPP 导波模的概率可高达70%.基于上述模拟结果,指出通过优化发光粒子在截面上的掺杂分布,可以提高截面上平均粒子数反转度,也可以提高截面上发光粒子自发辐射耦合成SPP导波模的总效率.

单纵模调Q激光光源广泛应用于精密测量等领域,光纤激光器是一种性能优良的新一代固体激光器, 近年来,光纤激光器的单纵模调Q技术发展迅速。对单纵模光纤激光器中引入Q开关和单纵模种子 注入调Q光纤激光器这两种光纤激光器的单纵模调Q技术的工作原理、发展现状以及未来可能的发展趋势进行了综合述评。

研究了基于级联单光纤耦合器(OC)和双OC光纤环的复合环形腔光纤激光器的单纵模运转特性。通过对级联单OC和 双OC光纤环辅腔的谐振通带特性进行分析,给出了优化双OC环的谐振通带特性以实现稳定单纵模运转的依据。 利用构建的这种复合环形腔光纤激光器,实验验证了该理论依据的正确性。当主腔腔长为6.8 m, 单OC环环长为0.45 m, 双OC环环长约为0.56 m时,选取双OC的耦合比为0.7, 单纵模运转的稳定性相对最好,实验与理论分析结果相吻合。