为了研究水雾对激光加工碳纤维复合材料(CFRP)的影响，采用水雾辅助激光加工CFRP的方法，通过正交实验、多元线性回归分析和光学仪器进行了理论分析和实验验证，得到了水雾对激光加工CFRP的影响规律并优化了工艺参数。结果表明，随着喷嘴高度、喷嘴角度增加和气体压力减小，激光光斑直径逐渐减小; 随着喷嘴角度增加和气体压力减小，激光损失率逐渐减小,喷嘴高度对激光功率影响小; 当喷嘴角度50°、气体压力0.2 MPa和喷嘴高度为30 mm时，可以获得最大5.303的深宽比，此时激光损失率为1.473%; 建立的水雾参数与加工质量之间的经验公式可以预测切缝内部特征; 与气体辅助激光加工CFRP相比，水雾辅助激光加工CFRP可以获得更小的截面热影响区和更大的槽深。该研究可为激光低损伤加工CFRP提供参考。

植被树高是生物量评估和森林生态监测的重要参数，但是大区域的植被树高数据获取困难.由大光斑星载激光测高系统森林回波可反演大区域植被树高，然而大坡度山区的植被和地面回波混叠严重，难以准确提取波形参数反演植被树高.为此建立森林目标回波的解析模型，推导出从混叠回波中分离植被和地面回波的必要条件，指出导致回波混叠的因素除了目标粗糙度和坡度，还有发射脉冲的发散角.分析了地表粗糙度和地形坡度对植被冠层回波的展宽效应及其对波形分解的影响，通过比较实测GLAS波形和仿真回波波形，验证了压缩光束发散角可降低森林回波对大坡度地形的敏感性.对于卫星轨道高度在500~600 km之间时，激光测高仪光束发散角一般在40~60 μrad，更有利于森林植被树高的反演.所得结论为提高大坡度山地森林树高反演精度，从星载激光测高仪的系统设计角度提供了有意义的参考.

从艾里光束的理论基础出发，详细研究了艾里光束的远场传输特性，包括场强分布、光斑直径和桶中功率(Power in the Bucket，PIB)的演化过程。探讨了场强分布随截断因子a和任意横向刻度x₀的变化规律，以及a和x₀对艾里光束保持无衍射性质传输的距离(Distance with Keeping Non-diffraction，DKNd)、演化成类高斯分布的距离(Distance in which the Evolution became similar Guassian，DEG)和自弯曲程度(Self-bending Degree，SbD)的影响。研究发现：场强分布在演化成类高斯分布过程中，DKNd、DEG和SbD都随着x₀的增大而增大，DKNd和DEG随a的增大而减小，a对SbD无影响。研究了艾里光束的光斑直径和PIB的演化规律, 发现在a值不同的情况下，在传输过程中光斑直径先保持不变后增加，PIB先减小后增大，最终等于0.76。

通过理论推导分析了激光熔覆过程中熔覆层裂纹形成的物理机制，研究了激光光斑直径对裂纹缺陷的影响。选择40Cr 为基底材料，Ni60 为熔覆粉末进行了激光熔覆实验，获取了不同光斑直径下的熔覆效果图，并对裂纹分布特性进行了分析。理论与实验结果表明，随着激光光斑直径的增大，熔覆层的裂纹率逐渐增加，裂纹的深度逐渐加深，裂纹的宽度也随之加大。

装配间隙是影响国际热核聚变实验反应堆(ITER)校正场线圈盒激光封焊质量的重要因素之一。采用热丝填充激光焊接，在离焦量分别为+5、+10、+16 mm的情况下对5 mm厚核聚变用钢316LN在不同对接间隙条件下进行光斑直径与对接间隙裕度的研究。焊后进行了焊缝表面、截面形貌的分析，同时进行了金相组织、接头拉伸强度、显微硬度测试及断面电镜与成分分析。结果表明，在热丝填充激光焊接中，光斑直径大小不仅可以与对接间隙量相当，还可以在小于对接间隙量0.1～0.2 mm的情况下，得到表面成形较好且抗拉强度值较高的焊缝，当光斑直径小于对接间隙量达到0.3 mm时，焊缝表面成形变差且抗拉强度值下降。

目的: 研究1.06 μm激光所致人手背皮肤的痛觉效应。方法: 以输出波长为1.06 μm的脉冲Nd: YAG激光照射人手背皮肤, 记录每次刺激激光的能量以及受试者的反应。采用加权概率单位算法计算诱发痛觉概率为50 %时对应的激光剂量ED50, 即为痛觉阈值。改变光斑大小和脉冲宽度, 测定三种不同刺激条件下的痛觉阈值, 并探索温度对激光所致痛觉效应的影响。结果: 当皮肤温度约为30 ℃, 分别使用光斑直径1.20 mm、脉冲宽度85 μs, 光斑直径1.20 mm、脉冲宽度20 ns和光斑直径2.56 mm、脉冲宽度20 ns的激光刺激时, 痛觉阈值分别为394 mJ/mm2、36.4 mJ/mm2和8.92 mJ/mm2。在第一种刺激条件下, 当皮肤温度为25 ℃时, 剂量为383 mJ/mm2的激光诱发痛觉的概率为16.7 %; 当皮肤温度为39 ℃时, 剂量为361 mJ/mm2的激光诱发痛觉的概率为56.7 %。结论: 1.06 μm激光所致痛觉的阈值随脉冲宽度的减小、光斑面积的增大和皮肤表面温度的增加而减小。

为了避免激光经瞳热疗带来的热损伤或治疗不足,建立了眼底层状模型并采用二维有限元法求解生物传热方程,从理论上分析了激光引起的视网膜和脉络膜的温度变化.在相同光斑条件下最高温升与照射功率成正比、与眼睛透射率成反比,可从任意功率出发计算达到阈值温升所需要的功率.在此基础上提出了照射功率与光斑直径、眼睛透射率和阈值温升的定量关系,根据此关系式得到的功率使得阈值温升在光斑直径变化时保持不变.