自适应光学系统中的倾斜镜、变形镜通常是应用压电陶瓷驱动器来进行精密位移控制，但压电陶瓷驱动器都有较大的非线性迟滞效应，对系统定位性能造成了一定的影响。为了补偿迟滞现象，需要对迟滞效应进行建模。本文通过引入迟滞算子，使用贝叶斯正则化训练算法训练BP 神经网络来构建压电陶瓷驱动器迟滞模型，以中国科学院光电技术研究所自主研制的压电陶瓷驱动器为对象开展了实验研究。实验结果表明，通过BP 神经网络构建的压电陶瓷驱动器迟滞模型具有较准确的辨识能力，其中正模型的相对误差为0.0127，逆模型的相对误差为0.014。利用所建立的模型，压电陶瓷驱动器的非线性度从14.6%降低到了1.43%。

随着航天遥感领域对分辨率、高速传输、低功耗方面需求的提高，基于电荷累加的TDICMOS 探测器应运而生。该探测器无论在工艺上还是探测器结构上均与TDICCD 和传统数字累加的CMOS 器件有着本质的不同。因此，许多关于探测器性能参数的测试方法无法适用于电荷累加的TDICMOS。本文基于电荷累加TDICMOS 的自身特性，先后提出了关于电荷-DN 转换因子、满阱电荷、电荷转移效率、读出噪声等参数的新测试方法，同时搭建TDICMOS 测试系统进行实验验证。实验证明了上述测试方法的正确性和工程可实现性，为今后TDICMOS 工程应用提供了重要依据。

为了快速获取不平整度达数微米量级的光学表面面形分布，提出一种基于变倾角移相的斜入射动态干涉仪方案。基于迈克耳逊干涉仪主光路系统，采用2×2 点光源阵列，通过精确控制各点光源在干涉腔的入射倾角，引入等间隔移相，结合透镜阵列实现空间分光，在单个CCD 上同时采集四幅移相干涉图，实现动态测量。在68°斜入射角下测量了口径35 mm 硅片的平整度，均方根(RMS)值为1.631 μm，峰谷(PV)值为9.082 μm。实验结果表明，将变倾角同步移相技术引入斜入射干涉系统，可以克服环境震动的干扰，在保证高精度的前提下拓宽了可见光干涉仪的测量范围。

本文提出了一种基于椭圆形镂空石墨烯的太赫兹宽带可调超表面反射线偏振转换器，通过模拟仿真和法布里-佩罗多重干涉理论进行了验证。设计的超表面模型类似三明治结构，分别由顶层各向异性的椭圆形镂空石墨烯结构、中间介质层和底层金属板组成。仿真结果表明：当给定的石墨烯弛豫时间和费米能级分别为τ =1.0 ps, μc=0.9 eV 时，设计的超表面结构偏振转换率(PCR)在0.98 THz～1.34 THz 的频率范围内超过90%，相对带宽为36.7%。另外，在谐振频点1.04 THz 和1.28 THz，PCR 分别高达99.8%和97.7%，这说明设计的超表面可以将入射的垂直(水平)线偏振波转换为反射的水平(垂直)线偏振波。通过法布里-佩罗多重干涉理论进一步验证了该模型，理论预测与数值仿真结果吻合得比较好。此外，设计的超表面反射线偏振转换特性可以通过改变石墨烯的费米能级和电子弛豫时间来动态的调节。因此，设计的基于石墨烯的可调超表面偏振转换器在太赫兹通信、传感以及太赫兹光谱领域具有潜在的应用价值。

为实现激光冲击强化在线检测，针对激光诱导等离子体声波现象，采用SIA-AEDAC-01 型声发射数据采集卡采集声波信号，研究并设计了一种激光诱导等离子体声波信号实时采集分析软件系统。设计了该系统的可行性和准确性测试实验，首先用激光冲击强化在线检测系统采集传播在空气中的激光诱导等离子体声波信号，并从中提取等离子体声波信号能量；利用X 射线应力分析仪测量试件强化后的残余应力以验证激光冲击强化实验的可靠性。实验结果表明，本文设计开发的软件系统能实时采集分析激光冲击强化过程中的等离子体声波信号，并能准确提取每一次冲击强化产生的声波信号能量；且随着激光冲击能量的增加，等离子体声波信号能量和试件表面残余压应力都增大，且二者曲线线型一致，说明该软件系统准确可靠，满足激光冲击强化在线检测的需求。

本文基于硅基底空气孔型二维光子晶体(photonic crystals)，提出了一种可以实现等效负折射和亚波长成像的结构。点光源通过三角形光子晶体出射后在两侧形成两个像点。通过在光子晶体两侧添加光栅，增加了光源的透过率，消除了旁斑对双重像点的影响。当光栅的空气带隙宽度w=0.76a 和到光子晶体的距离dg=0.1a 时，左侧像点image1的最小半宽度达到0.433λ，此时右侧像点image2 达到0.842λ，均小于入射波长。另外，当光源波长在3.19a 到3.26a范围内时，光子晶体可以实现宽光谱的双重亚波长成像。最后，根据点光源和双重像点的位置变化，求出了关于其坐标x, z 的相对关系。

超表面是一种可实现多功能超常电磁调控的超薄型二维阵列平面。它由超材料结构单元组成，可以灵活有效地操控电磁波的相位、极化方式、传播模式等特性，因而在可控智能表面、新型波导结构、电磁波吸收和小型谐振器件等方面展现了广阔的应用前景。本文介绍了超表面的基本概念和背景，同时总结论述了红外和太赫兹波段下，实现完美吸收表面、宽带吸收以及可调吸收等几种超表面器件的设计与发展思路，最后对其潜在问题以及未来趋势进行讨论。

采用波长为515 nm 的飞秒绿激光对AZ31 镁合金进行实验研究，计算镁合金激光烧蚀阈值与烧蚀速率，研究镁合金的激光加工机理，对比分析AZ31 镁合金有无表面微结构对其腐蚀速率的影响。结果表明：镁合金的激光烧蚀阈值为1.46 J/cm2，在能量密度为8.36 J/cm2 时烧蚀速率为0.68 μm/pulse；随着能量密度的增大烧蚀速率增大，在能量密度为8.36 J/cm2，脉冲数为1000 时可以加工出高质量的小孔。镁合金的腐蚀速率方面，微槽结构小于微柱结构，微柱结构小于光滑表面，拥有微结构表面的镁合金在24 h 内的腐蚀速率约为光滑表面的1/3~1/2。

通过激光烧蚀制备了区域可控的超疏水/超亲水混合表面，研究了预润湿对水下和油下样品表面润湿性的影响，以及样品表面润湿的稳定性。结果表明，预润湿会改变样品表面的油下水接触角及水下油接触角，也会改变气泡在其表面的行为；样品经水浸泡、受热或曝露空气后，超亲水表面出现润湿性转变而超疏水表面较稳定。样品常温下密封保存能长期保持稳定性。研究结果对油水分离、油气分离、水性介质中的气泡控制具有重要意义。

波长在3 μm 附近的中红外Er 掺杂的氟化物(Er:ZBLAN)光纤激光器凭借其良好的光束质量、体积小、可盘绕、易于实现等优势广泛应用于工业、医疗、**等领域。本文主要介绍了基于Er:ZBLAN 光纤激光器的发展现状，讨论了它们在发展中遇到的技术难题，总结并展望了其未来的发展方向。针对目前研究现状，提出多级放大将会是进一步提升3 μm Er:ZBLAN 光纤激光器单路激光功率的方法。为了突破单路激光的功率极限，将其与光纤合束技术融合将会成为未来的一个研究方向。