为探讨和证明双折射晶体激光剪切干涉仪用于在线表面精密测量的可能性，推导了该干涉仪中光传输和实现表面测量的模型，分析了其抗振特性，模拟了相当的振动条件对其抗振特性进行实验测试。分析和实验证明了该干涉仪具有良好的抗振能力，适合应用于在线表面精密测量。

为了克服光学三维传感中相位恢复困难的问题，提出了一种基于最大色差彩色组合编码的三维面形测量方法。这种方法的特点之一是使得垂直于条纹方向特定长度的颜色序列是唯一的，从而建立了空间位置与颜色的对应关系。特点之二是相邻条纹之间具有最大色差，因而具有最大可区分性。将得到的彩色组合条纹投影到物体表面得到变形条纹，通过计算各种颜色条纹相对参考平面上条纹移动的距离，可以恢复出物体的高度。实验证明，该方法需要获取的图像少、计算时间少、精度较高，具有很强的抗干扰能力。

为了研究新一代超低碳贝氏体(NULCB)钢的焊接性，利用3kWCO₂激光对NULCB钢进行了焊接，并分析了焊接接头组织、性能的变化规律。试验结果表明，激光焊接接头显微硬度均高于母材，未出现明显的软化区；焊缝区和热影响区粗晶区组织均为贝氏体板条和M－A组元组成的粒状贝氏体；热输入由120J／mm～600J／mm范围内变化时，随着热输入的增大，M－A组元的平均宽度、总量、形状因子增大，M－A组元线密度减少；随热输入的增大，激光焊接焊缝区冲击吸收功先增大然后减小。合适的激光焊接条件下，激光焊接焊缝区具有良好的韧性，其低温冲击吸收功高于母材。

为了研究实验参数对光热干涉检测结果的影响，根据等厚干涉测量原理，利用赛德倾斜像差建立了相应的光热干涉测量模型。通过对探测光源的分析，利用随机函数建立一般性光源模型，定义了光源均匀度。在此基础上通过数值模拟，对不同光源均匀性下实验现象进行仿真，分析了光源均匀性对干涉测量结果的影响。分析表明，探测光源均匀性对热吸收干涉测量结果的影响可以忽略。同时还对比分析了不同探测器接受口径对测量结果的影响。结果显示，当探测器接收口径R=0．315cm时，在0～0．6λ的光热位移内光热信号呈单调下降，而且条纹对比度相对较大。通过曲线拟合得到在弱吸收情况下光热信号与光热位移的一个简单经验公式。

介绍了光抽运半导体垂直外腔面发射激光器的结构特点、设计原理及其性能优势，综合评述该领域的最新研究进展，并探讨该类型激光器的发展前景和技术发展方向。

为了研究钢管激光弯曲过程，采用数值模拟的方法研究了激光弯曲钢管的温度场以及应力应变场的变化特点，分析了激光弯曲钢管的动态过程，解释了激光弯曲钢管过程中沿钢管壁厚各点的弹塑性变形的规律。结果表明，在给定技术参数下，激光扫描处横截面沿壁厚方向均产生压缩塑性变形，且下表面的压缩塑性应变比上表面要大，并解释了其机理。同时研究了激光工艺参数对弯曲成形角的影响，随着激光功率或激光扫描角度的增加，弯曲角度增加。

为了获得折射率信息，采用UT300－FPD型椭偏仪对5mm×10mm×1mm铌酸锂晶体及注入镓的铌酸锂晶体波导的双折射特性进行了测量。首先对铌酸锂晶体测量结果进行建模及数据处理，得到晶体在190nm～1700nm之间的双折射特性；在此模型的基础上，进一步对注入镓的铌酸锂晶体波导进行了建模和数据处理，得到了波导层的双折射率的分布。所得表征结果为铌酸锂晶体波导在光子器件中的应用提供了有用的信息。

布喇格孤子是光纤布喇格光栅的非线性效应和色散效应综合作用的结果，揭示了重要的物理现象，在基于光纤缓存器件中具有重要应用。从非线性耦合模方程出发给出了布喇格孤子的解析解，以它们作为初始条件，数值研究了布喇格孤子传输的稳定性，得到布喇格孤子传输的稳定传输区、多振荡模式区和散射区。数值模拟了布喇格孤子在多振荡模式区和散射区的传输变化。对于设计新型器件和开展实验工作提供了有益的指导。

为了获得尽可能高的输出功率以满足应用需求，分别以实验和数值分析的方法对铒镱共掺双包层光纤激光器的性能进行了进一步研究。实验上，采用加拿大国家光学研究所生产的EY805型铒镱共掺双包层多模光纤作为增益介质，描述了输出功率随入纤抽运功率以及光纤长度的变化，在光纤长度为1．8m的情况下，获得了3．5W的最大输出功率，光－光转换效率达31．8%。基于速率和传输方程，对该铒镱共掺双包层光纤激光器进行了数值模拟，在相同光纤长度下，计算的最大输出功率约4．4W，光－光转换效率40%，比实验结果要高。讨论了进一步对该光纤激光器性能进行优化的措施。该结果对于促进铒镱共掺双包层光纤激光器的实用化及其性能改进具有重要意义。

随着半导体激光器应用的日益广泛，半导体激光的光束质量在二维方向极不均衡的特点限制了它的应用范围。采用一种等腰直角棱镜组的整形方法，可实现二维方向的光束质量均匀化。实验中整形后快慢轴的光束质量比较接近，整形效率达到90%。经过整形的半导体激光器可以作为高功率固体激光器和光纤激光器的抽运源使用。

激光辐照牙齿时所产生的温升容易引起牙髓细胞不可逆的损伤，导致牙髓细胞坏死，因此必须对相关的激光参数加以控制。建立了激光与牙齿相互作用的热传输模型，利用Crank－Nicolson有限差分法数值模拟了不同Nd∶YAG激光参数照射下牙齿表面及内部的温度场的分布。计算结果表明，激光脉冲的宽度、间隔、个数决定了牙齿表面和牙髓腔壁的最终温度，将激光的总能量分配到几个脉冲之中，导致了牙齿表面温度的降低；而在牙髓腔壁出现了相反的情况，即脉冲数越多，牙齿内壁的温度也就越高。对相关的光热机理进行了探讨，提出控制单脉冲能量是光热蚀除牙齿应采用的最佳措施。

讨论了一种用于DWDM系统中的光开关、偏振无关隔离器等单元器件中的微小薄膜型偏振分束器制造的关键技术。光学膜层采用数学多重优化设计方法；采用Monte Carlo允差分析原理分析膜层的容差，以便选择更易制备的膜系；计算膜层的Macleod极值灵敏度，得到所选膜系各个膜层的误差要求；模拟光学监控过程，以制定相应的膜厚监控策略。设计了实用的棱镜胶合装置，得到了较高技术指标的PBS棱镜。结果表明，棱镜的光学冷加工，是器件制造的基础；光学薄膜的设计与制备是器件制造的关键，也是难点；棱镜的胶合是器件不可忽视的环节。

基于标量衍射理论，系统探讨了二元位相光栅实现激光束叠加的理论和位相光栅设计方法，利用新型遗传模拟退火混合算法得到优化的光栅参数，给出其用于分束和耦合时的模拟结果，并讨论实际误差对位相光栅耦合效率的影响。二元位相光栅用于激光束叠加有结构简单，调节灵活的优点，可以有效地提高激光束的功率密度和系统的整体性能。

为了研究x切铌酸锂波导表面裂纹的产生机理及对波导性能的影响，采用对比实验、波导表面观察、XRD晶相分析、红外吸收谱分析等方法，比较了退火后波导的微观结构、表面情况、波导中H⁺存在形式和浓度变化特征。结果表明，质子交换铌酸锂波导表面裂纹是波导层应力顺晶体主解理面释放而产生的，具有4个特点：裂纹是交换过程造成的，裂纹间相互平行，裂纹程度与交换时间成正比，退火工艺对裂纹程度有所改善；裂纹是波导层应力大小的宏观体现；退火工艺可以调整波导层中H⁺的存在形式及其浓度，调整波导层晶相和应力大小，从而改善波导性能。可见纯质子交换波导层中多相并存，各晶相晶格常数差异较大造成应力，导致裂纹产生。提出α相波导的晶格变形小，引起的应力也小，可以减少裂纹产生，有助于提高波导质量。

为了模拟受光阑限制光束衍射场的分布，利用泰勒展开得到了一系列的高阶修正场。随着传输距离z的减少，只需增大到合适的阶数M即可模拟衍射场分布。对于不同的传输距离z，可根据不等式来选择合适的阶数M。以超高斯光束为例，用数值计算例说明理论公式的应用。所得结果对于研究通过光阑衍射光束的传输是有用的。

在光纤光栅制作过程中，宽带光源经常被应用于在线监测光纤光栅的反射率，以便适时有效地控制生成的光栅的透射率的高低程度。利用中心波长为971nm的半导体激光器抽运一段Yb³⁺掺杂双包层光纤，制作出了一个宽带超荧光光源，该光源在最大功率输出时谱宽达到了75nm，并在1085nm附近10nm范围内荧光谱的输出功率高，有较好的光谱平坦性。还利用该宽带光源作为光纤光栅制作的监控光源，制作出了单模和多模光纤布喇格光栅，取得了令人满意的实验结果。结果表明，该宽带光源完全可以适应监控光纤光栅制作的需要。

为了研究He－Ne激光对紫外线B(UV－B)辐射大青叶差热分析(DTA)热解参数的影响，探讨激光的作用机理，运用激光辐照经UV－B辐射过的菘蓝幼苗。对照组、激光处理组、UV－B处理组和UV－B与激光复合处理组的DTA热解曲线都表现1个吸热和2个放热过程；4组大青叶的DTA热解参数(峰温度范围、峰顶温度、峰面积、峰高度、△H)存在很大差异；从DTA曲线计算得到的总焓值来看，4个处理组其大小依次为：激光处理组＞UV－B与激光复合处理组＞对照组＞UV－B处理组。证明了激光对紫外线B损伤具有修复作用。

为了易于实现解复用波长数目和间隔上的升级，设计了一种新型16波长／100GHz间隔密集波分解复用器。该器件由100GHz光梳状滤波器和200GHz介质膜滤波器构成：利用光梳状滤波器的并行输出来扩展解复用信道之间的间隔，通过介质膜滤波器的串联来实现不同波长的解复用。实验研究表明，该器件具有良好的性能，能够满足系统升级的需要。

基于选择性激光烧结快速成型技术，利用CO₂激光对纳米SiC粉体材料进行了激光烧结成型的试验。用X射线衍射、扫描电镜等分析了烧结层中纳米SiC的显微组织，同时对激光烧结过程及工艺参数的影响进行了探讨。研究结果表明，采用选择性激光烧结工艺参数，可以实现SiC陶瓷块体的烧结成型，烧结件内部组织保持纳米结构，材料晶粒尺寸基本不长大。烧结过程中SiC有分解反应，产生纳米Si和C。

为了实现石英玻璃薄板的激光精密切割，对石英玻璃薄板激光切割原理进行了探讨，提出了依照材料光学透过率特性来选择激光切割用激光源的方法。通过对材料光学透过率的特性分析可以得知，用来切割石英玻璃的激光源波长应在5μm～20μm范围内。对石英玻璃薄板的激光精密切割进行了实验验证，实验结果表明，激光精密切割技术能够较好地运用于石英玻璃薄板的精密切割加工中，其加工精度优于20μm、中心对称度小于3μm。这一结果和激光源选择方法对石英材料激光精密加工技术研究及其设备研制是有帮助的。

为简化高功率激光器谐振腔结构，提高激光谐振腔的稳定性特别是热稳定性，增加基模体积，改善光束质量，采用直角内圆锥面反射镜作为全反镜，平行平面镜作为输出镜组成新型激光谐振腔。实验结果表明，在圆锥全反镜失调角小于37．3′时，圆锥折叠腔激光器的单脉冲输出能量下降小于5%，且近场输出光斑没有明显变化；经模式仪分析表明，圆锥折叠腔激光近场光强分布均匀。圆锥反射镜折叠具有非常强的抗失调能力，结构简单，便于安装调整，特别适合于恶劣环境下的强激光系统应用。

为了能从干涉图像中快速识别相位，将空间载波相移法用于实时全息检测，以电热丝周围的气体为研究对象，采用单次曝光法作了实时全息实验，获得两种干涉图像，结合全息CT技术，均得到了待测气体的温度场。研究结果经比较表明，该方法在实时全息干涉测量中，不但可行，而且准确度高，便于实际应用。

多孔氧化铝由于具有规则的纳米多孔结构，是制备各种纳米材料的良好模板，因此，研究多孔氧化铝的制备和物理性质具有重要的意义。采用阳极氧化方法制备了多孔氧化铝有序孔洞阵列，通过场发射扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)观测了样品的表面、截面的形貌和晶态结构，分析了样品的透射光谱性质。结果表明，制备的多孔氧化铝模板的孔洞分布有序，孔径大小均匀，严格垂直底面；模板具有非晶态结构，在可见光和红外波长范围内具有较高的透射性能。

评论了化学激光器和固体激光器的现状和主要问题，介绍和讨论了高能液体激光区域防御系统的特点、任务、发展规化和现状，以及主要组成和关键特性。

为研究Nd∶GdVO₄晶体在激光二极管(LD)端面抽运固体激光器中的热效应，给出了一种测量激光器稳态运转时腔内激活介质热透镜焦距的简便方法。采用CCD光束分析仪直接测量输出光束的M²因子及束腰大小，根据混合模类高斯光束传输理论推导出相应的基模高斯光束束腰大小，由此利用稳定谐振腔的传输矩阵理论可得到相应的激光介质的热焦距。实验结果表明，抽运功率越高，热焦距越小，热效应对输出光束质量影响越严重。基于上述原理，对LD端面抽运的Nd∶GdVO₄固体激光器热透镜焦距进行了测量，实验结果和理论分析相符。

概述了板材激光热应力成形技术的发展现状，分析了板材激光热应力成形的主要影响因素，综述了激光束参数、材料的性能及工件几何尺寸对激光热应力弯曲成形的影响，概括了激光热应力成形工艺的一些规律。为了能使板材激光热应力成形技术应用于生产，在总结前人研究成果的基础上，指出了板材激光热应力成形工艺存在的关键问题，并提出了目前板材热应力成形技术应用于生产所需要研究的内容。

针对ASPCM模型处理转动角度较大的人脸图像时出现的不足，提出CASPCM模型。以样本与模型中心的距离为依据将训练样本分组，为每个分组训练ASPCM模型；将局部ASPCM模型的合成映射结果加权平均得到CASPCM模型的合成结果；提出利用梯度下降法使分解映射的姿势估计逐步精确。采用精确性和概括性两个标准衡量该模型的分解性能和合成性能。实验表明，CASPCM模型的分解性能和合成性能均优于ASPCM模型；基于该模型的人脸识别系统在处理转动角度较大的人脸图像时，识别率比ASPCM模型高7%。

光子晶体光纤日益成为目前研究的热点，但一般只局限于理论上的定性分析，没有进行准确的定量计算。应用平面波法和整胞方法对二维光子晶体光纤进行了全数值模拟，计算了有效折射率、V参数以及波导色散特性。研究了上述参数与光子晶体光纤的结构参量孔距a，相对孔径f等于D／a的关系。显示出光子晶体光纤的无限单模性质和可控色散特性。

为了检测部分偏振光与椭圆偏振光，从复合波片的理论出发，借助于数学工具，对检测方法做了较为详尽的理论分析。结果表明，只要λ／4波片的快(慢)轴与椭圆偏振光的长(短)轴方位一致，则任何椭圆偏振光经过λ／4波片后均可以补偿为线偏振光，而部分偏振光经过λ／4波片后仍为部分偏振光。并搭建了实验光路，测试结果与理论分析完全吻合。

掺镱双包层光纤激光器是国际上近年来发展的一种新型固体激光器，它具有光束质量好、体积紧凑、效率高等优点。介绍了高功率掺镱双包层光纤激光器的原理特点、发展现状及其应用前景。可以预计这种新型激光器必将逐步取代传统激光器。

正的实函数图像通过双随机相位编码加密以后，在解密过程中，用光强探测器接收解密图像时，位于空域的第1块相位掩模不起密匙作用。针对这个缺点，在不增加系统元件的基础上，提出用球面波照射加密系统，并把待加密图像与第1块相位掩模分开。这样既能使第1块相位掩模起到密匙作用，其位置又能额外提供一重密匙。计算机仿真结果证明了其可行性。

为了获得高功率、高重复频率的纳秒级光脉冲，介绍了一种基于Marx bank脉冲发生原理的纳秒脉冲激光驱动器的设计，以及设计过程中雪崩晶体管的选取。该驱动器采用一级小雪崩管对触发脉冲进行陡化，由小雪崩管产生的脉冲对Marx bank电路进行触发，以获得大电流窄脉冲，用于驱动半导体激光器。设计所得驱动器的峰值电流为12．5A、半峰全宽为1．51ns、重复频率为100kHz，实现了大幅度纳秒脉冲半导体激光驱动器的设计要求。结果表明，对触发脉冲的陡化，可以降低后一级Marx bank电路的雪崩电压，同时使得脉宽更窄，这将更加有利于驱动半导体激光器。