针对长周期二维光子晶体带隙特性分析时，由于时间微分离散阶数较低，传统时域多分辨率算法容易出现误差积累而导致入射波发生形变，最后影响带隙特性分析的现象，提出了具有强稳定特性的高阶龙格库塔多分辨率算法，通过高阶的时间迭代来减少晶体结构中数值波的时域形变，得到稳定而准确的带隙特性。结果表明了改进算法在分析长周期光子晶体传输特性时的有效性和可靠性。

给出了光纤传输激光脉冲波形特性测试的实验光路图，对比测量了经过空气传输和光纤传输两种方式的脉冲波形。实验测试了光束耦合到不同长度的单模和多模光纤与经空气传输后的时间脉冲波形，得到了激光脉冲波形的精细结构。实验结果表明，所选的多模和单模光纤经数百米传输后的脉冲展宽在容许误差范围之内，说明所选用的光纤可以作为纳秒激光时间脉冲波形测试的理想传输介质。

介绍了一种基于局部粒子群算法来实现偏振复用系统中的偏振控制。在偏振复用系统的接收端，该算法通过对偏振控制器相位延迟的调整，实现调整接收端光信号的偏振态，从而恢复因光纤链路的不完美性而造成改变的偏振态，达到降低误码率的目的。该方法无需目标函数，具有高可导性，从而避免了局部收敛和所附加的复位问题。实验结果表明，基于局部PSO算法的偏振控制器能够将任意输入的偏振态转换为目标线偏振态，误差控制在0．5%以内。

分析了谱共轭技术用于补偿光纤色散和非线性的基本原理。通过对超高斯脉冲的数值计算表明，谱共轭技术(SPC)较时域相位共轭技术(TPC)能更好地恢复波形失真。为了弥补SPC不能补偿脉冲内拉曼散射的缺点，提出将SPC和TPC结合使用的方法。将其作用于光孤子串脉冲，不仅进一步优化了整形效果，而且还能有效抑制孤子自频移。

设计了木材加工业中木材纹理表面的检测系统，提出了一种有效的选取小波频带重建图像的纹理瑕疵检测方法。设计的检测系统由新型LED光源，明暗域结合成像光学系统，高速高分辨率线阵CCD器件等组成。应用小波基函数在较优的分解级数上对纹理图像进行分解，然后在最佳的分辨率级数上正确选取平滑图像或者细节图像来重建图像。在重建图像中均匀纹理图案被有效地移除，仅仅保留了局部瑕疵区域，小波频带选取是基于小波系数的能量分布自动确定最佳重构参数。重构后的图像经阈值处理得到二值图像，最后运用数学形态学的方法对二值图像后处理。实验表明，该方法可用于实时在线检测木材表面的瑕疵。

温度漂移对水听器系统输出的影响是其实用化进程中的关键技术障碍。这主要表现在温度变化引起水听器探头背衬材料的胀缩和光纤折射率的变化。首先从弹性力学轴对称问题的准静态理论出发分析了背衬材料的应力特性，并用光弹理论及热应力理论分析了温度改变对光纤相位常数的影响，得出了温度影响干涉式光纤水听器光学相位输出的数学表达式。给出了温度变化对水听器光学相位输出影响的实验测量结果，得出了光学相位随温度变化的线性关系图，与理论计算结果吻合。

针对传统动态光散射颗粒测量法测量溶液浓度范围较小的问题，通过模型和实验研究了传统DLS系统双孔结构中测量区大小对测量结果的影响，发现可通过改变测量区大小控制散射体体积，从而扩大测量溶液浓度的范围。并基于传统DLS系统双孔结构光路，通过使用可调狭缝，并增加透镜，扩大了DLS测量溶液浓度范围，实验结果表明了该方法的有效性。

对光纤光栅的横向效应进行了理论分析，并通过实验对其进行了测量。分析表明其产生的原因是光纤纤芯的直径变化及光纤有效折射率随纤芯直径的变化率。通过平面应变模型，分析了在平面应变状态下光纤光栅的应变测量方法。针对光纤光栅横向效应带来的测量误差，以及单个光栅无法测量二维平面应变的不足，提出了一种采用铝合金材料对两根FBG进行十字型封装的新型结构，从理论上消除了光纤光栅横向效应带来的测量误差。

采用DMS505显示器测量系统测量并分析了环境温度对TB3639型液晶光阀的电光特性的影响，结果表明：阈值电压，饱和电压和陡度因子均是温度的函数。温度从－25℃变化到70℃，阈值电压从2．015V降到1．631V；饱和电压从2．748V降到2．323V；陡度因子从1．364增大到1．424。为设计高稳定性的液晶显示器件提供了依据。

采用灰度共生矩阵对不同加工工艺形成的非平面工件表面粗糙度进行了研究。讨论了灰度共生矩阵中二阶矩、对比度、相关值，熵等与图像纹理特性的关系，构建了实验装置，并利用Matlab软件对采集的激光散斑图像进行了处理，得到了共生矩阵的4个特征参数随表面粗糙度的变化曲线。为研究非平面工件的粗糙度，提供了一种新的技术途径。

为实现舰载红外警戒系统对海空背景下红外弱点目标的检测，根据目标识别系统的组成及目标检测识别信息处理流程，研究了远距离弱小目标的检测识别算法。结合形态学的方法给出一种目标检测算法，该算法可以有效地消除云层、海浪、海天线以及传感器本身引入的杂波和噪声干扰，仿真结果表明采用本文提出的算法有利于对目标的进一步识别，提高舰载红外警戒系统的目标检测性能。

粗糙集理论是处理不确定性问题的数学方法，本文提出了基于粗糙集与小波变换相结合的图像融合算法。该方法首先将粗糙集理论应用于图像滤波中，对含有椒盐噪声的图像进行粗糙中值滤波，然后对滤波后的图像进行小波融合。实验结果表明，粗糙中值滤波有较强的去噪能力，且较好地保持了图像的细节信息，在此基础上进行小波融合，使得融合结果图像具有良好的效果。

提出了一种新的基于霍夫变换和相位相关的电子稳像算法。首先根据1D相位相关技术，通过搜索角度脊来得到旋转参数；将待处理图像去旋转后，再采用2D相位相关来得到平移参数；在建立参数运动模型的基础上，通过自适应均值滤波确定各帧修正矢量。提出的方法可以充分利用FFT的高效运算，实验结果表明采用本方法能准确有效地处理具有旋转和平移的电子稳像问题。

**飞行试验中，初始段的弹道参数主要依靠光电经纬仪两站交会定位，平滑(滤波)求速获取。速度参数的精度高度依赖定位的精度。在现有定位模型的基础上，通过函数误差传递关系，推导了弹道参数的误差表达式。分析了误差来源和典型情况下的误差情况，提出了在不等精度经纬仪交会测量中，实时确定两台光电经纬仪在解算结果中的权重，动态改变权值的方法。仿真结果表明：在不等精度光电经纬仪交会定位情况下，该方法能够提高两站定位的精度。

提出了采用可调谐TEA CO₂超辐射激光器对硼同位素分离的研究方法。反应室长20cm，内直径5cm，室内BCl₃／O₂混合物经聚焦单频超辐射激光脉冲照射350次，生成物(B₂O₃)中¹⁰B的富集系数达1．24，选择系数(关于¹⁰B)达1．29，证实了超辐射CO₂激光具有选择性激发分离同位素和多光子离解分子的能力。

通过干涉法并应用Stoney公式计算的结果，对SiO₂基底上光刻胶薄膜的应力进行了研究。采用干涉显微镜在同一样品、不同直径上多点测量的方法，初步得出光刻胶薄膜膜厚均匀性的分布规律。发现在匀胶转速相同的前提下，光刻胶薄膜应力值随加速度的降低而减小，光刻胶薄膜的均匀性随加速度的增加而变好。在4000rpm的低转速时，光刻胶薄膜样品的膜厚均匀性好。因此，在全息光栅匀胶工艺中，要选择适当的转速的加速度，以得到应力较小和均匀性较好的光刻胶薄膜。

复眼照明系统利用复眼透镜，可实现高亮度和较好的亮度均匀性，并且有较成熟的偏振处理方法，在投影系统特别是基于偏振光的投影系统中能提供比光棒照明系统更加高的亮度和好的均匀性的画面，使得光能利用率和图像均匀性有了较大的提高。在对复眼照明系统的原理进行分析的基础上，设计了一种用于投影光机的复眼照明系统，并用Matlab对该系统进行了光线追迹的仿真程序设计。对复眼照明系统的光线追迹进行了仿真。实际应用证明，在LCoS中采用本方案设计的照明系统比光棒照明系统具有更高的亮度和更好的均匀性。

双功能原子力与光子扫描隧道显微镜(AF／PSTM)用π对称双光束照明方法来消除假象。为改进现有的AF／PSTM系统，提出新的照明系统方案，并设计了新方案中需要的高数值孔径的浸油显微物镜。根据具体的物镜系统参数要求，选择合适的初始结构，用ZEMAX光学设计软件对物镜进行设计、优化和像质评价，设计结果显示浸油物镜的数值孔径大约1．54，可以很好地满足照明系统的需要。

大功率半导体激光器驱动电源的关键是保护电路的设计。通过双限流电路和浪涌强制吸收或隔离保护电路的设计，解决了大功率半导体激光器驱动电源常见的浪涌冲击和电流恒定的难题。实验结果表明电流输出稳定度达到0．04%，浪涌被很好地抑制。

为了更好地研究LD泵浦Nd∶YAG激光器的输出光束质量，利用共焦球面干涉仪设计了一套用于测量和分析该激光器纵模特性的简易装置，对该激光器的纵模进行了实验分析。在室温下测得纵模间隔为1．83GHz，纵模谱线宽度为113．83MHz。同时利用此装置，对该激光器的频率稳定性进行了分析，在120s取样时间内，测得频率稳定度为2．94×10^－4。

在考虑Cr⁴⁺∶YAG晶体激发态吸收的情况下，给出了Cr⁴⁺∶YAG被动调Q的Nd∶YAG激光器的速率方程组，从该速率方程组出发推导出了Nd∶YAG被动调Q激光器的输出能量、脉冲宽度和效率的解析解，并分析了各参量之间的相互耦合关系。结果表明，在考虑了Cr⁴⁺∶YAG晶体激发态吸收的情况下，理论上能够正确地反应出Cr⁴⁺∶YAG晶体的吸收特性，对设计和优化Cr⁴⁺∶YAG被动调Q激光器有一定的指导意义。

为进行高能脉冲激光远场光束质量评价，从激光器、发射光学系统、光束控制系统和大气传输4个方面分析了光束传输与控制系统对远场光束质量的影响。在此基础上，综合考虑远场激光的时、空域参数，提出了一套光束质量评价指标体系，该指标体系包括远场激光的能量聚集度、能量均匀性、时间持续性和瞄准稳定性4个方面指标，共11个可实际测量的参数。

对不同反射率和注入电流下885nm LD高重频侧面泵浦Nd∶YAG全固态激光器的输出特性进行了实验研究，实验表明1064nm激光脉冲输出能量随注入电流的增加而增大，泵浦频率越高，脉冲输出能量增长越慢。以脉冲侧面泵浦Nd∶YAG，在重复频率为60Hz、80Hz，注入电流为130A时，得到了输出透镜的最佳反射率都为73%，输出脉冲能量分别为62．1mJ，47．9mJ，光－光效率分别为13．2%、10．2%。

在一新型三维轴对称腔CO₂激光器的基础上提出了一种对此激光器位相锁定的方法。通过在输出镜后放置一具有反射和整形作用的凹凸镜，让作为输出注入光束的谐振腔优先起振。此腔输出的光束到达凹凸镜时被其反射。利用重新定义光斑半径的方法，证明此光束能够覆盖其他放电管输出的光束，根据几何光学，此光束能反射进入各个放电管。然后利用光子简并度的概念证明了反射光束能够控制腔内的本征模式，并且数值分析了注入锁定后腔内模式匹配。在反射注入锁定的情况下，给出了数值计算的光强输出及其模拟，结果证明经位相锁定后，激光器输出光束的质量有了很大的提高。

从红外视景仿真技术意义出发，介绍了其所包含的几个基本部分；从目标辐射建模、背景辐射建模和大气建模三方面，总结了国内外红外视景仿真技术发展历程和状况。其中列举了国外多个典型红外视景仿真软件和几个较完善红外辐射模型，并统计了2000年以来国内高校在红外视景仿真方面的研究情况。统计数据表明，多个发达国家的红外视景仿真技术已逐步趋于成熟和产品化，而国内尚未开发出功能较完善的红外视景仿真系统，只能仿真较简单场景。