采用线性调波长的1.55 μm光纤激光和一个控制照明光束方向的旋转平面镜，建立了聚束模式合成孔径激光雷达(SAL)成像演示实验室装置。该装置运转稳定，能够产生与其成像理论预期完全相符的高分辨率成像。给出了典型的聚束模式SAL高分辨率成像结果，包括合作目标成像、非合作目标成像、对同一目标的持续跟踪成像以及相干叠加成像与非相干叠加成像。

为了抑制高速摄影中激光照明产生的散斑噪声对图像信息的干扰，分析了散斑的统计特性，并在此基础上对光束非相干叠加降噪原理进行了分析，讨论了参与叠加的散斑平均光强不等时叠加后散斑对比度的变化情况，对参与叠加的散斑平均光强满足不同分布时叠加后散斑对比度随叠加个数的变化情况进行了模拟。结果表明，参与叠加的散斑平均光强差异越大叠加后的散斑对比度越大，噪声抑制效果越差。并通过实验对理论结果进行了验证。

基于菲涅耳衍射积分方法、Stokes参量和复Stokes标量场，推导了两束单色傍轴矢量光束相干叠加和非相干叠加形成的合成Stokes奇点在自由空间传输时的表达式，研究了合成Stokes奇点在自由空间随振幅比变化的传输特性，同时分析了振幅比对合成Stokes奇点的偏振度的影响.结果表明：在自由空间传输时，合成Stokes奇点的数目、位置和奇点指数受振幅比影响.相干叠加场中，合成Stokes奇点的偏振度始终为1.在z=0面上，当振幅比η≠1时，C点、S23和S31奇点的奇点指数会发生反转；在z>0面上，产生奇点指数加倍的S23奇点.非相干叠加场中，合成Stokes奇点的偏振度小于1且随振幅比发生变化.在z>0面上，随振幅比η的改变，会产生不稳定的V点，V点会重新分裂为S23奇点和旋向性发生反转的C点；随振幅比η的进一步增加，S23奇点会湮灭.研究还发现，合成Stokes奇点的奇点指数之和守恒.

为揭示拉曼奈斯衍射条件下超声驻波成像的物理本质，澄清以往超声驻波成像问题分析中所存在的一些理论上的混淆，提出一种基于傅里叶光学的新的分析方法。通过这种方法分析发现拉曼奈斯衍射条件下激光垂直穿过超声驻波后的光场中含有一系列不同频率的非相干光，分别求出这一系列非相干光单独产生的干涉光强分布，将这一系列非相干光进行强度的线性叠加得到了此光场总强度分布的严格表达式，为目前已有的但尚无严格理论解释的一种声速测量方法提供了理论依据。实验中根据实际条件对此表达式进行了简化并进行了验证。

提出了一种基于光波非相干叠加原理的光学加密系统。该光学加密系统采用将图像信息隐藏于三个随机相位板中，其中一个随机相位板使用计算机生成，另外两个通过相位恢复方法得到。解密时，使用不同波长的光波照射由这三个随机相位板构成的两组随机相位板，并通过分束镜将两个衍射场进行非相干叠加，叠加后干涉场的强度即为原始图像，可以采用 CCD等图像传感器件直接记录。本方法不但系统对于暴力攻击具有鲁棒性，也消除了先前提出的基于干涉原理光学加密方法存在的“轮廓像”问题，具有较高的安全性。计算机模拟结果证实了本方法的有效性。

介绍了描述激光二极管远场光强分布的几种典型理论模型,并与实验结果作了详细比较.结果表明:激光二极管的传输和远场特性应当用非傍轴理论描述,并且远场光强分布一般与输出功率大小有关.在不同功率水平下,异质结激光二极管快轴与慢轴方向的远场行为应选用不同的模型模拟.此外,还对厄米-高斯模型做了修正,考虑了奇数阶厄米-高斯模的贡献,并用厄米-高斯模的非相干叠加代替厄米-高斯模的相干叠加.改进的厄米-高斯模型能更好描述100 mW双异质结GaAlAs LD慢轴方向的远场光强分布.

利用传输矩阵法分析了级联长周期光栅的光谱特性,讨论了级联处光纤的长度、位置以及包层模损耗系数对级联长周期光栅光谱的影响,并对级联长周期光栅和相移长周期光栅的光谱进行了比较。结果表明两者光谱在级联光纤长度较小或级联位置靠近光栅两端时具有较强的一致性,而在级联处光纤较长并且级联位置在中间时,两者表现出截然不同的光谱特性;在不考虑其他损耗的情况下,如果只改变级联处光纤长度,级联长周期光栅总量守恒;此外,当级联长周期光栅在级联处光纤包层模损耗系数较大时,级联长周期光栅的光谱等效于两个长周期光栅光谱的非相干叠加,从而为长周期光栅增益均衡器的优化设计和制作提供了一个简便有效的方法。