针对水下光纤激光推进中存在的冲量耦合系数小、效果发散的问题，提出了用于提升水下光纤激光推进性能的短微腔结构。文中利用Fluent对添加微腔后水下光纤激光推进的结果进行了数值模拟，分析了矩形微腔结构的直径和长度对推进的影响，并在矩形微腔基础上提出U形微腔、双管微腔及含有阻塞结构的微腔。通过仿真得到了不同微腔对推力和冲量耦合系数的增大效果，证明了添加微腔可使水下光纤激光推进的冲量耦合系数得到10³数量级的增大，并通过对比得出4种微腔结构中，双管微腔的结构形态对激光推进的性能提升影响最大，提升效果最好。

采用气体辅助排水装置对Inconel 690合金进行水下局部干法激光焊接，研究了热输入和离焦量对焊缝成形、横截面几何特征、对接接头缺陷和力学性能的影响，从而实现工艺参数优化。结果表明：热输入对焊缝的宽度影响较大，熔池的Marangoni流动和金属蒸气的喷发导致顶部区域宽度扩大。焊缝的结晶形态由平面状经过胞状转变为树枝状。随着焊接热输入的减小，焊缝晶粒尺寸减小，力学性能则不断增强。焊缝的宽度随离焦量的增加而改变，离焦量为零时，接头力学性能最佳。水下和陆上焊接获得的接头显微组织均由胞状晶、柱状晶和树枝晶组成。陆上焊接接头枝晶间存在Cr和Ni元素偏析现象。而水下焊接过程中水的快速冷却作用有助于改善接头枝晶间的合金偏析程度，但恶化了合金元素晶内偏析。在最佳焊接工艺参数下，水下焊接接头的抗拉强度和陆上焊接接头相似，冲击韧性亦达到陆上焊接接头的90%，显微硬度则高于陆上焊接接头。

激光作为人造光源, 因其具有单色性良好、方向性强、相干性强、亮度高及能量密度高等优点, 在激光显示、激光照明等领域得到了广泛的应用。自半导体激光器问世以来, 其发展之快、成果之多、应用之广使其几乎占据激光市场的“半边天”, 它不仅能作为信息载体, 也能作为能量载体。伴随半导体激光器发展的深入和市场需求的变化, 利用半导体激光合成白光光源成为研究热点。半导体激光白光光源的出现不仅拓展了激光应用的新领域, 也为很多新技术的诞生奠定了基础。本文主要介绍了半导体激光白光光源的产生过程和其中的技术难点, 总结了近些年国内外对于合成半导体激光白光光源的研究进展, 分析了其应用及发展短板, 最后对未来半导体激光白光光源是否能在水下复杂环境中稳定输出进行了展望。

由于各国愈发重视海洋安全和领土安全问题，水下激光通信发挥着越来越重要的作用。在复杂的海洋环境中实现信息高速和安全的传输是水下激光通信亟待研究的课题。梳理了国内外水下激光通信系统的发展历程，总结了系统的技术优势，给出了通信原理，分析了影响系统性能的关键技术。最后指出未来的水下激光通信系统将具有更高的通信速率、更低的误码率、更远的通信距离、更大的容量、更小的功耗和更小的体积等优点，并从点对点通信发展到组网式通信。

蓝绿激光在水下目标精细探测中具有重要的应用前景。基于端面圆周的快速数值遍历算法, 通过建立扫描光束与运动目标的交会方程, 对水下目标的激光扫描探测过程进行了数值建模。结果表明: 目标穿越光束扫描区的最短时间并非出现在迎头相遇的交会情况中。其次, 通过采用蒙特卡罗模拟, 仿真分析了脉冲频率、扫描频率、扫描半角以及目标距离对探测概率的影响, 并得出扫描参数的最优设计。文中建立的数值模型可为水下激光探测系统的合理设计提供理论依据。

基于光学成像原理和激光三角测距法，提出将三个点激光器与水下相机结合、根据水下光学图像对水下目标物距离进行测量的思路。建立了激光束与目标物垂直、与目标物之间存在旋转角、存在俯仰角三种情况下的三点激光测距理论模型，推导了目标物距离与水下激光光斑图像之间的数学关系，在此基础上得到了三种情况下的三点激光测距公式。研制了系统样机，并通过空气中和水下的距离测量实验，测试了测距模型和定标算法的误差。实验结果显示，在8.4 m范围内，使用统一测距公式对距离进行测量时，测距误差最大值约为35 cm，平均测量误差小于15 cm。研究成果可望用于水下目标较近距离的精确测距。