用四种饱和吸收体(醋酸盐塑胶状染料,LiF:F2-,Cr4+:YAG,离子性色滤片玻璃(colour filter glass))做被动式调制元件,对Nd:YAG激光器等做纯Q值调制及Q值调制包络的锁模调制。分析了Cr4+:YAG晶体材料的参数值、能级跃迁及其原子速率方程式(Rate equation)对产生Q值调制及锁模调制的物理机制；并优化了Cr4+:YAG晶体及激光共振腔和操作工作点,使其达到最低阈值、最高效益及100%锁模调制的激光输出。

论述了一全固化Cr3+:LiSrAlF6激光实验装置,用连续二极管激光器对1 mm晶体薄片纵向抽运,在平行平面腔结构中,产生5.2 mW的激光输出。自由振荡光谱范围为832～845 nm,斜率效率为15%。

研究了直接耦合混合应变量子阱半导体光放大器(SOA)的噪声特性。实验中测定SOA在130 mA偏置电流下的噪声指数为7.7 dB,表明应变量子阱结构改善了SOA的噪声性能。理论分析指出,通过消除SOA的剩余反射,其噪声性能可以得到进一步改善。

实现了高重复率纵向脉冲放电激励的一价钙离子蒸气自终止激光振荡,波长854.2/866.2 nm的红外双谱线激光输出,最大激光平均功率176 mW。测量了一些参量之间的关系,讨论了其工作特性。

从几何光学和物理光学出发,对抛物面镜以离轴90°的方式应用于激光束的聚焦光路时,光轴的角度失准和入射光发散角对聚焦光斑造成的影响进行了分析。基模高斯光准直入射时,由于抛物面镜无球差,焦斑的峰值光强将与入射光直径的平方成正比。光线追迹法证明角度失准导致产生一对相互垂直的焦线,由衍射光学知入射的高斯光将转变为类椭圆高斯光,降低了焦面处的峰值光强。抛物面镜对入射角失准的敏感度极高,mrad量级的误差就足以使焦面处的峰值光强降低一半左右。而且,入射光束直径的增大又将大幅度降低对角度失准的容忍度,使焦面处的峰值光强对失准更敏感。同时也证明发散角的存在将导致产生彗差,亦降低其峰值光强。

利用矢量型激光方程分析了激光器弛豫振荡过程中光场脉冲的偏振特性。结果发现,在弛豫振荡过程中的光场具有线偏振特性,偏振方向随时间发生变化；在掺钕单横模光纤激光器的弛豫振荡过程中的光场表现出这种偏振特性.

给出海洛因的实测X射线衍射谱、傅里叶红外吸收谱和激光拉曼散射谱。由衍射谱测出：海洛因属于正交晶系,原胞基矢是a=8.003,b=14.373,c=16.092×10-10 m。又由吸收谱计算得：海洛因的基本声子能量是LO=0.0486,TO1=0.0555,TO2=0.0616,LA=0.0257,TA1=0.0097,TA2=0.0134 eV。海洛因所有的傅里叶红外吸收峰都是由这些基本声子能量按不同组合方式得到,并且每一个激光拉曼背向散射频移峰,也是由这些基本声子能量组合而成。

给出了反射式圆盘型计算全息光栅扫描器的位相方程、条纹位置方程及参数结构方程式,利用新的加工工艺制作出能实现两行扫描(即二维扫描)的光栅,给出由于加工工艺的改进和设计上的充分考虑而带来的明显实验效果及达到提高一级衍射能量和抑制零级衍射能量的目的,从而得出计算全息光栅扫描器的多行快速直线扫描和复制时成本低的特点能够满足有这种需要的领域。最后分析总结出研制实用型计算全息光栅扫描器的有效途径。

提出一种利用计算全息对信息进行随机相干分解的加密存储方法,它是将须加密图像信息根据相干原理分解成随机的两部分,分别记录在两张计算全息图上。当两张全息图对准合在一起照明再现时,从两张全息图衍射光波的干涉图样中可以再现出原来的信息。只有同时拥有这两张配对的全息图方可解出原来的信息,因而用于图像信息的加密时,具有很高的安全性。

给出了在反射式光纤共焦扫描成像系统中,利用变迹术提高系统分辨率的原理,并做了相应的对比实验。在加入变迹掩模后,系统对物体的成像响应曲线、物体直边边缘展宽量都有所改善。实验数据证明,改变光瞳函数可以提高系统的横向分辨率,同时不降低系统的纵向分辨率。

讨论了自聚焦透镜的长度对自聚焦透镜斐索干涉仪面形测量的影响,给出了面形干涉图中相邻干涉条纹半径的平方差随自聚焦透镜长度和面形曲率半径变化的三维曲线、待测面R→∞时的二维曲线以及自聚焦透镜的长度对面形测量范围的影响,并用平面作待测面给出实验值,验证了实验与理论的一致性。

采用光谱分辨的双光束耦合方法,精确测量了KDP,KTP,PPLN,BBO,LBO及LiIO3等常用χ(2)非线性光学晶体的非线性折射率。实验测量工作使用800 nm工作波长的克尔透镜锁模钛宝石激光振荡器。

根据光镊捕获电介微粒的理论研究结果,简析了光对生物体的力学作用,给出了用不同参量的激光陷阱操纵不同种类的微生物的实验结果。分析比较表明,生物体的预培养是实现光操纵的重要环节。

水窗波段X射线反射元件的特征是周期比较小,吸收层和间隔层很难形成连续的膜面。提出了这种膜系内密度变化的简单物理模型,通过理论衍射强度计算和小角X衍射实验证明这种模型是合理的。同时理论上证明这种模型仍然有较强的小角X射线一级反射强度,其强度相当于结构参数相同的理想尖锐界面多层膜一级反射强度的70%～80%。对于小周期的多层膜设计,具有一定的参考价值。

基于焓方法发展的二维轴对称数学模型,考虑了激光束能量的时间和空间分布以及材料的变热物性影响,模拟了激光加工中材料的传热和相变过程,并分别计算了高斯光束及平面圆形光束作用于纯铁时材料内部的气液及固液界面随时间的发展及非稳态温度场演化。

测量了冲击波的压电波形、压力波形和工件上所形成的凹坑深度,并讨论了约束层及涂层对冲击波的影响。

用2 kW Nd:YAG激光在40Cr钢基体上制取了SiC强化的Fe基复合材料涂层,并对熔覆层进行了显微组织结构和性能测试。加入的SiC包括颗粒状和纤维状两种形态,通过调整颗粒状SiCp和纤维状SiCf的加入量,研究了SiC在激光熔覆过程中的演变、存在形式及对熔覆层硬度的影响。结果表明,随着加入量的增加,熔覆层中未熔SiC含量增加,熔覆层硬度也随之提高；对比加入颗粒状和纤维状SiC的熔覆层的显微硬度表明,同含量情况下纤维状SiC的强化效果更显著；造成熔覆层硬度显著提高的原因是未熔SiC,析出相FeSiC的弥散强化和熔入的Si,C元素引起的固溶强化作用。

系统研究了添加剂SiO2在等离子喷涂陶瓷涂层及其激光重熔中的作用。添加剂SiO2的“液相烧结”作用在高熔点ZrO2陶瓷涂层中比较明显,而在较低熔点Al2O3陶瓷中不明显。在激光重熔中,SiO2能降低ZrO2熔化层应力并阻碍裂纹扩展；在Al2O3陶瓷涂层中,SiO2还能使熔化层晶粒均匀化,并在晶粒间形成连续玻璃质抑制裂纹形成、阻碍裂纹扩展。而Al2O3陶瓷涂层中的TiO2,激光处理时生成TiAl2O5,此相导致熔化层产生巨大的不对称应力使之易出现裂纹,但其能提高涂层的致密度和耐磨性。

使用5 kW CO2激光器对铝合金表面的Ni-Cr-Al涂层进行熔覆处理。分析发现,熔覆层中存在大量的非晶组织。利用差热分析(DTA)方法半定量地确定非晶组织的含量,并对不同非晶含量的试样与灰铸铁进行摩擦磨损试验。结果表明,激光熔覆试样的磨损量非常小,非晶含量越高,磨损量越小。激光熔覆试样的摩擦系数在油润滑条件下相差不大,灰铸铁的摩擦系数在磨程2 km后趋于稳定,且均小于0.1。

介绍了割缝筛管梯形缝的特点、激光切割的难点、特殊的设备配置及新的加工工艺方法。结果表明,激光切割使割缝筛管梯形缝的质量得到提高和改善,并取得了较好的使用性能和效果。