有机电致发光显示器(OLED)因具备低功耗、自发光、高柔性、色彩丰富和响应速度快等优势, 被认为是未来显示的发展方向。随着压电喷墨打印的无接触、液滴精准定位和大面积快速印制等技术的引入, 使得大尺寸OLED的量产应用成为可能。印刷喷射过程中的液滴均匀性对高质量OLED功能层的形成起着至关重要的作用, 为此, 本文综述了压电印刷OLED性能优化方法, 主要从脉冲波形的优化、控制系统的自修复和油墨的流变特性调控来进一步提升液滴喷射性能, 并进一步列举了压电印刷OLED在显示与照明领域中的应用。

飞秒激光在激光核聚变、卫星精密测距、激光微加工等领域具有重要的应用前景, 同时也是产生太赫兹波的主要泵浦源。介绍了国内外飞秒激光脉冲宽度和脉冲波形的测试方法, 比较了自相关法、频率分辨光学快门法、光谱相位相干直接电场重构法的优缺点。自相关法具有脉宽测量范围广、结构简单等特点, 但不具备脉冲波形测试能力。光谱相位相干直接电场重构法对待测激光光束质量要求较高,不适合大量程范围激光脉宽快速测量。为满足10 fs～5 ps大量程范围超短激光脉冲宽度和脉冲波形的测试需求, 采用自相关法及二次谐波频率分辨光学开关法研制飞秒激光脉冲宽度和脉冲波形测试仪, 时间分辨率优于2 fs。

针对NTN技术的脉冲波形参数国家基准已无法完全满足目前超高速电脉冲波形测量和校准的现状,构建了基于电光采样技术的脉冲波形参数测量系统,自主设计并制备了钽酸锂基共面波导结构的高频电光调制器,通过网络分析系统测量得到了其3 dB频率响应可达100 GHz。以高速光电探测器输出的电脉冲波形作为待测信号,对系统参数进行了详细的分析和优化。在优化完善的基础上,最终实现了对70 GHz高速光电探测器输出电脉冲波形的精密测量,获得的波形的上升时间和半峰全宽分别为4.6 ps和5.0 ps,这将为我国基于电光采样技术脉冲波形参数国家基准的建立和持续提升提供参考。

大气散射效应是影响星载激光测高仪接收脉冲回波的重要因素。根据星载激光测高仪接收脉冲回波信号与大气响应函数之间的关系式，在忽略大气多次散射效应的条件下，通过分析散射激光束的几何轨迹和散射概率，推导出单次大气散射激光脉冲和接收脉冲回波的特征参数的数学解析式。以地球科学激光测高仪系统参数为输入，采用数值仿真分析的方法，模拟了大气散射介质分布、激光指向角和目标倾斜角对接收脉冲回波信号特征参数的影响。结果表明，若散射介质的高度和粒子半径范围分别为0.2~6 km和0~120 μm，则其对接收脉冲回波的能量、重心和均方根脉宽的影响最大值分别超过15%、250 cm和800 cm。随着激光指向角或目标倾斜角的增加，接收脉冲回波的能量基本不产生影响，但是其重心和均方根脉宽近似呈线性增加趋势。同时，采用高斯拟合方法可以减小大气散射效应对接收脉冲回波的影响。所得结论对于接收脉冲回波的数据处理与分析以及激光测距精度的评估具有一定的指导意义。

要实现光参量啁啾脉冲放大(OPCPA)系统稳定、高质量输出,需要同时对光参量放大和泵浦光倍频这两个非线性过程进行优化设计。在光参量放大系统优化设计中,建立了描述光参量放大过程的多种简化物理模型；通过模拟泵浦光和信号光口径匹配关系,分析了放大信号光空间两维对称性并提出了优化方法；建立了非线性晶体最佳长度确定及调谐方法,以实现信号光输出高稳定性。在泵浦光倍频系统优化设计过程中,提出应用位相失配法实现稳定倍频输出,研究表明这种方法不仅能实现倍频光能量起伏抖动远远小于基频光能量的起伏抖动,而且能减小泵浦光近场调制度和时间波形调制,极大地改善输出倍频光光束质量,进而提高OPCPA系统输出信号光质量。

由于铝合金对激光的高反射和自身的高导热性, 铝合金汽车动力电池外壳的密封焊接存在较大的困难。采用Nd∶YAG脉冲激光器对1 mm厚的3003 H14铝壳进行激光密封焊接。为改进动力电池铝合金外壳封装工艺, 满足成品电池壳的密封焊要求以及所能承受的压力要求, 详细研究了Nd∶YAG激光器脉冲波形对铝合金焊接效果的影响。通过理论分析和实验验证, 预热保温的脉冲波形是获得优质密封焊接效果的良好选择, 其焊接样品拉伸断裂机制为脆性韧性综合型断裂, 在平均输出功率200 W、频率10 Hz、焊接速度3 mm/s等工艺参数下能获得成形良好、无缺陷的焊缝。

针对激光冲击强化系统多通放大中波前畸变, 利用受激布里渊散射(SBS)相位共轭镜进行补偿, 对大能量、窄脉宽激光脉冲条件下的 SBS过程进行了一维瞬态模型数值模拟, 比较了不同能量配比、注入强度和放大池长的情况下, 双池 SBS相位共轭镜中放大池的输出特性。结果表明, 增加放大池长可以提高能量的抽取效率, 也使脉冲前沿变陡及波形保真度降低。在注入单脉冲能量 2.5J, 脉宽 15 ns, 横截面积约 1 cm2的高斯脉冲时, 选择 33 cm左右的放大池长和毫焦量级的 Stokes种子光可以实现高的能量反射率和较好的输出波形。为应用于激光冲击强化系统中的双池 SBS相位共轭镜结构、参数设计和实验分析提供理论参考。

为了研究激光脉冲波形对其在液体中致声特性的影响，基于激光致声的热膨胀机制机理，采用理论推导和数值仿真的方法，对三角波形激光脉冲激发声波的特性进行了分析。首先阐述了激光与液体媒质通过热膨胀机制作用激发平面光声源的理论；推导了激光脉冲为三角波形时在约束边界和自由边界下产生声脉冲的解析解，并通过仿真得到了声脉冲剖面；然后通过模拟得到了不同边界下激发光声脉冲的波形；最后分别推导了约束边界和自由边界下的光声转换效率，分析了转换效率的影响因素，并对不同边界下的转换效率进行了求解和对比。结果表明，该研究对激光致声技术的工程应用具有理论指导意义。

神光Ⅲ原型装置终端靶场采用大口径取样光栅对透射的351 nm激光取样进行脉冲波形测试, 由于取样光聚焦点光线不是等光程的, 该取样方式将导致时间波形的畸变。建立了光栅全口径取样后聚焦的三倍频激光脉冲波形叠加模型, 模型考虑了激光光束近场强度分布和近场各点到聚焦点的光程变化两个主要影响因素, 研究了取样脉冲波形的叠加特性, 给出了该测量技术的适用范围和测量精度。结果表明, 对于取样光束口径为290 mm×290 mm,取样焦距为1380 mm,取样角为11.5°的基于光栅取样的脉冲波形测量系统, 只要被测激光脉宽大于1 ns, 取样后脉冲波形原始波形一致, 没有展宽。实验标定结果表明, 神光Ⅲ原型装置采用光栅取样对靶场三倍频激光脉冲进行测量是可行的, 该技术目前已经应用于原型装置。