相干合成是获得高功率、高光束质量激光输出的有效方法之一。在光纤激光相干合成中，各路激光的活塞相差、倾斜波前和光束拼接方式直接影响合成光束的质量。各个单元光束波前的倾斜误差对合成的效果有重要影响，因而倾斜波前控制具有重要的意义。详细介绍了液晶空间光调制器、高速倾斜镜和光纤自适应准直器等常用的倾斜控制器件，对比目前用于倾斜波前控制的不同方案，分析了各方案的优缺点。并对光纤激光相干合成中倾斜波前主动控制的发展进行了总结和展望。

报道了基于声光调Q的高峰值功率全光纤脉冲激光器，通过改变驱动信号，可获得不同特性的脉冲激光输出。当重复频率为10 kHz时，脉冲宽度在3~900 ns可调。在脉冲宽度为65 ns时，获得1.24 W的平均功率输出，单脉冲能量0.13 mJ，峰值功率2 kW。当重复频率为100 Hz时，可获得脉冲宽度为86 ns、平均功率84 mW的输出，单脉冲能量0.84 mJ，峰值功率10 kW。该激光器结构简单，可以通过调制方便地改变激光参数，可作为进一步放大、压缩脉冲和提高重复频率的种子源。

提出并实现了一台基于单腔全介质薄膜法布里珀罗滤光片的1550 nm可调谐外腔半导体激光器。介绍了其内部的光学元件及其工作原理，随后对该半导体激光器的纵模输出特性进行了理论分析，搭建了该可调谐外腔半导体激光器。在不同的实验条件下，对该可调谐外腔半导体激光器在调谐过程中的输出波长、线宽及功率进行了实时同步测量。由所测数据总结出最佳实验条件，并得到了此条件下可调谐外腔半导体激光器的各相关参数。该可调谐外腔半导体激光器有一个线性的无跳模波长调谐区域(1547.203~1552.426)nm，一个稳定的输出光功率范围(40~50)μW，以及一个稳定的输出单纵模分布、线宽范围(100~150)MHz。该可调谐外腔半导体激光器可用于环境监测、原子与分子激光频谱研究、精确测量等领域。

为了深入研究光抽运垂直外腔面发射激光器的增益特性，以InGaAs/GaAs应变量子阱系统为例，建立了将带隙、带边不连续性计算和带结构计算系统结合起来的完整体系，考虑在应变影响下能带及波函数的混合效应。利用有限差分法对含6×6 Luttinger-Kohn哈密顿量的有效质量方程精确求解，得到了InGaAs/GaAs应变量子阱导带、价带的能带结构和包络函数，然后选用Lorentzian线形函数，数值模拟了量子阱的材料增益谱和自发辐射谱。最后讨论了阱宽、载流子浓度、温度等因素对量子阱材料增益的影响，为光抽运垂直外腔面发射激光器的优化设计提供了理论依据。

双包层光纤激光器的输出性能及稳定性与包层光的滤除程度有关。光纤激光器输出光中的剩余抽运光不仅会影响到输出光的单色性，还会对输出设备造成损害，甚至破坏光学器件。通常在内包层外涂一种高折射的导光胶来滤除包层光，但此方法使包层光在较短的长度内被大量地滤除，导致热沉上功率密度较高，给散热带来较大的压力。实验中采用3种不同折射率的导光胶，分步滤除包层光，减小局部温度过高。采用Zemax和Matlab软件研究了此滤除方式的特点，搭建了验证实验系统。实验结果表明，输出激光中的包层光已被滤除，滤除效果可达到20 dB，且热量分布均匀，不会引起局部温度过高。

对亚纳秒脉宽激光脉冲进行了双通放大的实验研究。双通放大器增益介质掺杂原子数分数为1.0%，3 mm×120 mm的Nd:YAG棒。为了消除自激振荡和放大自发辐射(ASE)效应，Nd:YAG棒两端面采用1.5°倾角设计。为了获得较高的能量提取效率，通过选择合适的扩束镜倍率，保证主振荡器输出的种子激光光斑面积大约为晶体棒端面面积的80%。主振荡器输出的单脉冲能量为0.16 mJ，重复频率为5 Hz，脉冲宽度为0.964 ns，M2为1.5的种子激光，经过Nd:YAG双通放大后，得到了单脉冲能量88 mJ，脉宽0.975 ns，M2为1.7，不稳定度小于±3%，550倍的稳定高增益亚纳秒激光双通放大输出。

设计了一种脉冲激光二极管抽运的低重复频率全固态腔倒空激光器，为了尽可能减小损耗的影响，在腔内采用双薄膜偏振片结构，使反射率较高的垂直方向线偏振光在腔内振荡。以此装置为基础，就泡克耳斯盒驱动电源较长的下降沿时间对全固态腔倒空激光器输出特性的影响进行了实验研究。结果表明当泡克耳斯盒驱动电源的下降沿时间远大于腔内的一次往返时间时，激光器输出特性会发生明显地变化：增大电流强度会导致脉冲宽度增大，脉冲能量经历先增大后减少的过程；增大泡克耳斯盒驱动电源的开门时间，也会导致脉冲宽度和能量发生类似的变化。

研究了一种基于半导体可饱和吸收镜（SESAM）锁模的线性腔掺镱光纤激光器，其工作在全正色散区域。实验中通过调节偏振控制器和抽运功率，观察到三种不同的锁模状态。除了相同的重复频率（基频435.6 kHz），三种锁模状态的光谱、脉冲形状以及随抽运功率变化的演化过程均具有较大差异，其中状态一具有对称加宽的类高斯形光谱；状态二具有非对称加宽的平顶光谱；状态三的脉冲宽度随抽运功率增加急剧增大，脉冲特性类似于耗散孤子，但光谱与之不同。

根据夫琅禾费衍射积分公式推导出径向偏振光束通过三角形点阵列板(TMP)衍射后的传输表达式，通过理论计算模拟并进行实验验证，得到衍射场光强分布图，衍射场光强成周期性排列。并用复Stokes场来分析径向偏振光束衍射场偏振奇点的变化规律。结果表明，衍射场的光强分布随着三角形点阵列板N值的改变而改变，偏振奇点的数目随着三角形点阵列板的N值的增大而增多。另外，光束参数(波长和光束束宽)、传输距离和三角形点阵列板的参数(三角板边长)均对偏振奇点的位置产生影响。改变三角形点阵列板的N值，伴随有偏振奇点的产生和湮灭现象。

在端抽运圆棒二极管抽运固体激光器(DPL)中，引入偏离因子来描述抽运光轴线和激光晶体间的同轴程度；并将偏离因子对模式增益和光束质量的影响做了理论分析和模拟，并以光纤耦合半导体激光器端面抽运圆棒Nd:YAG固体激光器进行了相应实验。理论与实验结果表明，偏离因子越小，则低阶模模式增益越大，在模式竞争中占据优势，输出激光的光束质量越好。要获得高增益和光束质量较好的低阶模输出，除了保证恰当的谐振腔结构外，控制抽运光与激光晶体同轴程度也是一个重要的手段。

分析了温度梯度对光纤激光器横向模式的影响。通过建立简化的光纤截面热传导模型，得到了光纤截面温度的分布。利用场分析软件分析了在不同抽运功率、吸收系数、折射率温度系数下光纤激光器横向模式的变化，发现当抽运功率提高时，横向模式有向纤芯收缩的趋势，这可能是高功率条件下光纤激光器中高阶模式出现的原因之一。当吸收系数增加或折射率温度系数增加时，横向模式也有向纤芯收缩的趋势。

应用相对论电磁粒子模拟程序，研究了线性极化强激光入射到无碰撞密度均匀等离子体时被加速的超热电子及电磁不稳定性机制。讨论了电磁不稳定性激发的自生磁场和超热电子热传导特性。 用Spitzer-Harm理论分析了电子热传导中能量的运输情况，观察到由激光的非等方加热引起的电子纵向加热现象。结果表明，不稳定性激发的强电磁场使电子束在1 μm的距离内沉积能量，同时对在激光有质动力推开电子时形成的电子热流产生抑制作用。

以射线光学模型为基础，研究了特殊形状微型物体在涡旋光束照射下的所受力矩。根据动量和角动量守恒定理，推导了微型物体在x、y和z方向上受力旋转的力矩公式。通过数值计算，得到了微型物体在不同表面倾斜角度的情况下的旋转特性。研究结果表明，由于涡旋光束的轨道角动量与光束动量的相互作用，改变涡旋光束的拓扑荷数，既可以使微型物体保持静止，也可以改变微型物体旋转的方向和旋转的速度。

基于广义惠更斯菲涅耳衍射积分和相干偏振统一理论，研究了有振幅和相位调制的部分相干方形平顶脉冲电磁光束在自由空间的传输特性，推导出了有振幅和相位调制的部分相干方形平顶脉冲电磁光束在自由空间传输的交叉谱密度矩阵解析式，通过数值计算分析了有振幅和相位调制的部分相干方形平顶脉冲电磁光束在自由空间传输的光谱强度分布。研究结果表明振幅和相位调制半径、调制深度都会对部分相干方形平顶脉冲电磁光束的光谱强度分布产生影响，有振幅和相位调制的部分相干方形平顶脉冲电磁光束在自由空间传输的光谱强度分布与相干长度、脉冲时间相干长度和传输距离有关。

激光中继镜技术是一项备受各方瞩目的新型系统作战概念。光束在上行链路传输过程中，接收望远镜的截断和次镜的阻挡导致了严重的能量损耗，降低了中继镜系统的性能。涡旋光源和相位优化是提升激光中继镜系统上行链路能量效率的有效方法之一。以光源口径为1.2 m，上行传输距离为30 km，上行接收望远镜外径为1.2 m，内径为0.24 m的中继镜系统为原型，搭建了相同菲涅耳数的中继镜系统光束上行传输缩比实验装置，通过液晶空间光调制器反射调制NdYVO4光源的方法产生涡旋光源，并由随机并行梯度下降算法优化涡旋光源相位分布，开展了中继镜系统上行链路光束传输缩比实验研究。实验结果表明，通过采用涡旋光源和相位优化，中继镜系统上行链路能量效率得到了显著提高，由71.89％提升至91.59％。

以微小卫星姿轨控为任务的激光微推力器是近些年激光推进技术应用研究的热点。在激光微推力发动机热力循环分析的基础上，研究影响激光微推进热力循环效率的因素，提出了通过改变激光功率密度和靶材掺杂特性来同时提高比冲和冲量耦合系数的方法，实验验证了激光功率密度和靶材掺杂对发动机性能影响的规律。结果表明，激光与靶材的特性共同决定了热力循环效率的高低，激光功率密度的提高能够增加产生激波波后的压力，一定程度上提高比冲，却会使冲量耦合系数下降；掺杂能够增强靶材对激光能量的吸收，使比冲和冲量耦合系数都提高，而两者都能够一定程度上提高激光微推力发动机的热力循环效率。

散乱点云数据由于其海量及无拓扑关系等特点，难以直接提取特征线。采用基于快速成型技术提取点云轮廓线算法，首先对点云进行分层，将分层切片内的点云投影到切片平面上，转化为网格图像，采用直线段结构判断连通性，从而生成轮廓线。直线段判断建立连通链表，可快速生成轮廓线，有效解决多连通域问题；网格内点云压缩解决了数据冗余、分布不均匀等问题。实验表明该算法能快速有效生成轮廓线。

随着激光器光束质量的改善和输出功率的提高，激光深熔焊接技术在激光加工和焊接领域的份额逐渐增加。对近期国内外激光深熔焊接领域的主要成果进行了概括和总结，讨论了激光深熔焊接的特点和局限性，同时也对激光深熔焊接技术在大功率激光器的开发、激光深熔焊接过程的稳定性、等离子体控制、外加辅助电磁场、激光电弧复合焊接技术等方面的主要研究特点进行了分析和讨论。结合科技发展趋势和激光焊接技术的特点，对激光深熔焊接技术的研究重点进行了讨论和展望。

利用普通电焊枪对金属样品进行烧蚀时，由于温度限制，产生的激发等离子体无法满足局部热平衡条件，导致测量等离子体性质出现许多受限条件，如连续多帧光谱全噪声采样信号、基底效应影响和电子温度波动较大等。为解决此问题，提出利用一束短脉冲NdYAG激光器结合精密数字延时脉冲发生器的方法，让该短脉冲激光束平行于样品表面照射进行预激发，再通过电焊枪垂直于样品表面进行二次电离产生高温等离子体。实验结果表明，这种利用短脉冲激光预激发的方式所产生的等离子体特征光谱信号强度大幅增强和电子温度得到提高，最高可达45倍，同时连续采集时特征光谱全噪声信号帧数明显降低，信噪比也得到很好的提高。另外，还讨论了短脉冲激光预激发时间和光纤探测端面几何位置对测量结果的影响。

以纯镍丝为填充材料，采用精密脉冲激光实现了厚度为0.2 mm的TiNi形状记忆合金/不锈钢异种材料的焊接，研究了熔化区（焊缝和熔合区）的组织形貌和微观结构。结果表明，焊缝中心晶粒呈外延连续生长的特征。连续生长的枝晶可以跨越3~5个脉冲激光形成的鱼鳞纹，长度可以达到约200 μm。焊缝与两侧母材的熔合区呈现完全不同的形貌，在不锈钢母材与焊缝的接合界面，枝晶沿着不锈钢母材的熔合线生长，在枝晶间有二次晶轴；在TiNi合金与焊缝的熔合区，有一层宽度约为5 μm的过渡层将焊缝与母材隔开。

激光清洗技术与其他清洗方法（化学清洗、超声波清洗等）相比，具有保证清洗对象无损、清洗效果好、精细和无污染等优点，正在被广泛地研究和应用。根据去除原理的不同，激光清洗技术被分类为干式激光清洗、湿式激光清洗和激光等离子体冲击波等方法。在文物保护领域中，石质文物表面的污染物影响文物美观，更严重威胁着文物的保存。在高功率固体激光装置中，光学元件表面的污染物严重影响了激光系统的正常运行。利用激光清洗技术清除砂岩表面的墨迹污染物以及镀金K9玻璃表面颗粒和油脂污染物，利用显微镜、暗场成像法、紫外可见近红外分光光度计、X射线光电子能谱仪等方式检测清洗效果，结果表明清洗效果良好。

随着空间应用技术和激光技术的迅猛发展，对光学系统提出了更高的要求；碳化硅材料以其一系列优秀的物理性质，成为一种特别具有应用前景的反射镜材料；碳化硅反射镜光学表面的光学加工研究也在国内外广泛开展。对碳化硅光学表面的抛光机理进行简要讨论；对实验方法、步骤和条件进行了介绍；定性地对碳化硅材料的抛光过程进行了讨论；通过大量的工艺实验和理论分析了对抛光盘转数、磨料粒度、抛光盘材料、抛光盘压力、抛光盘转速、抛光液酸碱度等工艺参数对碳化硅光学表面抛光效果的影响进行了讨论，并对工艺参数进行了优化和选择。

类金刚石(DLC)膜具有宽光谱高透射率、高硬度、高热传导及高稳定性等优点，是红外窗口增透保护膜的优选，但现有方法制备的类金刚石膜难以满足高马赫数或海上盐雾等恶劣条件下的应用。激光法相比其他制备方法具有诸多优点，介绍了激光法制备DLC膜的原理及特点，并分析了实现工程应用的难题及关键技术。采用激光沉积法制备出综合性能优异的类金刚石膜，纳米硬度高达44 GPa、内应力仅0.8 GPa、临界刮擦载荷附着力为59.1 mN。正面镀DLC膜，背面镀普通增透膜的硫化锌、硅、锗等红外窗口的平均透射率达82%~91%。实现了150 mm基片的激光法大尺寸均匀薄膜，膜厚不均匀性≤±2%。制备的DLC膜红外窗口通过军标环境适应性试验，并已实现工程化应用。

结合光学多通道分析仪和高速摄像仪的观测结果，对6061铝合金CO2激光深熔焊接过程中等离子体的热力学行为进行了研究。分析了稳定的激光焊接过程初始阶段和焊接过程中及焊接过程不稳定时的等离子体热力学行为。实验结果表明，激光深熔焊接在初始阶段，等离子体的电子温度和离子温度偏离较大，并逐渐趋于平衡，温度梯度也逐渐变小；在稳定的焊接过程中激光功率的增加对等离子体的温度影响较小，等离子体尺寸变化对焊缝截面有重要的影响；等离子体温度急剧增加时，小孔内气压的剧增会引起等离子体上下起伏，使焊接过程中断或产生气体，而等离子体尺寸大小的波动则会影响焊缝成形。

利用微孔板荧光分析仪结合线粒体膜电位特异性荧光探针罗丹明123测量了内外源性一氧化氮对癌细胞线粒体膜电位的影响。实验结果显示添加一氧化氮供体后，荧光强度快速增大，且在较长的一段时间内保持不变，而对照组的荧光强度没有明显变化；此外，加载荧光探针前用一氧化氮合酶抑制剂和一氧化氮供体孵育24 h分别能降低和提高线粒体膜电位。研究结果表明增加内外源性一氧化氮均能提高线粒体膜电位，这对于在细胞器水平认识一氧化氮参与促进癌细胞增殖与转移的过程具有一定的意义。

根据高双折射色散位移光纤中参量放大和拉曼散射共同作用下的耦合波方程，通过引入拉曼增益的洛伦兹模型，研究了增益谱随相关参量的变化关系。结果表明，增益谱只与三阶色散项的大小及四阶色散项有关；在正常色散区sgn(β4)=1的较大输入功率区域，T频率斯托克斯波增益谱呈现单一峰值。所以，利用色散位移光纤，可提取单一T频率脉冲。

介绍了目前最常用的两种制作相移光纤光栅的方法，即分步曝光法(或遮挡法)和相位掩膜板移动法，对比分析了两种方法引入相移的物理机制，并利用传输矩阵法理论模型，数值模拟了两种制作方法下的相移光纤光栅透射谱，并分别进行了分布反馈光纤激光器(DFB-FL)的对比实验。结果表明，分步曝光法制作相移光纤光栅时，相移量与光栅中无曝光段的长度及纤芯折射率调制量均有关，难以精确控制相移量的大小，并且存在偏振模竞争问题；而相位掩膜板移动法通过压电陶瓷直线微动台控制掩膜板和光纤相对位移，在光栅中引入相位变换，可以将相移量控制在0~2π范围之内，更容易实现π相移光栅的制作。

合成了铒镱共掺的三元配合物［Er1/2Yb1/2(HFA)3(TPPO)2］，并将其掺杂在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中，制备了铒镱共掺的聚合物光波导有源材料，对材料的吸收、发射特性进行了表征。在980 nm抽运光激发下，该配合物在1535 nm波长处的荧光半峰全宽为80 nm。针对该材料，建立了980 nm抽运光激发下的原子速率方程和光功率传输方程，理论计算了铒离子掺杂浓度、重叠积分因子、信号光发射截面等参数对铒镱共掺聚合物光波导放大器性能的影响。计算表明，当材料中铒离子的掺杂浓度为0.3×1020 cm-3时，在2 cm长的波导中可获得1.87 dB的光增益。

研究了单模线性啁啾光纤光栅的偏振相关损耗特性。运用耦合模理论和传输矩阵分析法推出了反射光的偏振相关损耗，并模拟了光栅的反射谱和偏振相关损耗随光栅参数和双折射量的变化曲线。模拟显示双折射值的变化对啁啾光栅偏振相关损耗的影响非常显著, 尤其是在带边比较陡峭时。啁啾光栅的偏振相关损耗也受光栅的啁啾系数和调制深度的影响。这表明线性啁啾光栅的偏振相关损耗不光依赖光栅双折射量，还依赖其啁啾系数等其他参数。实验结果与理论模拟基本吻合。

针对大气湍流严重影响无线光通信系统性能的问题，研究了基于低密度奇偶校验(LDPC)码和多输入多输出(MIMO)无线光通信系统性能，给出了基于LDPC码的空时编码MIMO(ST MIMO)和重复编码MIMO(rep MIMO)系统的解码算法，最后在对数正态模型和K分布模型下进行了仿真分析。仿真结果表明rep MIMO系统性能优于ST MIMO和单输入单输出(SISO)系统，ST MIMO在强湍流情况下性能明显优于SISO系统，基于LDPC码的ST MIMO和rep MIMO能取得10 dB以上的编码增益，并且编码增益随着湍流强度的增大而增加，基于LDPC码和rep MIMO的无线光通信系统差错性能更加优异，可以有效提高系统抗干扰能力。

分析了大气湍流对高速激光通信影响的研究方法、现状及必要性，建立了高速激光通信用大气湍流模拟装置，提出了大气湍流对高速激光通信影响的模拟实验方案，采用实验室内半实物模拟的方法，利用大气湍流模拟装置模拟中弱强度的湍流，搭建激光传输实验系统，并进行了光强闪烁方差及频谱、到达角起伏方差及频谱等测试，结果表明，该大气湍流模拟装置的光强闪烁、到达角起伏符合-5/3理论，光强闪烁、到达角起伏是影响激光通信性能的主要因素，为深入研究大气湍流对高速激光通信影响提供了有效手段和方法，最后对大气高速激光通信未来的发展方向进行了展望。

为了完善基于LED阵列的可见光并行通信系统，探索与之相配的信号调制方案，进行了实验并得出了相关结论。结合可见光并行通信系统的特点以及快速响应(QR)二维码的特征，采用QR码作为可见光并行通信的信息发送方式，研究了基于二维码的动态可见光并行通信系统的调制方案和译码图像处理技术。实验结果表明，该系统能动态发射QR码图像，便于接收，经过一定的图像处理，能正确译码。

全光信号处理是高速光通信网络的一个关键技术。光头识别作为实现全光分组交换的关键技术之一，通过使用全光比较器可以实现。提出基于半导体光放大器马赫曾德尔干涉仪(SOA-MZI)级联结构的全光3 bit比较器，通过数值模拟对其进行了仿真研究，仿真速率为10 Gb/s。模拟结果显示输出信号质量良好，峰值功率超过7 mW，消光比为48 dB，脉冲半峰全宽为(FWHM)8.5 ps。输出脉冲具有较高的强度和稳定性。

提出了一种用声波调制一维光子晶体中光传输特性的方法。利用传输矩阵方式计算了有声波微扰情况下的光纤布拉格光栅(FBG)的光谱特性，证明了通过改变声波波长和振幅，可以精确调节反射伴峰的波长和振幅。计算还显示，在一段10 cm的光纤布拉格光栅上实现了30 ps的群时延调节。这一方法可以在新型光子晶体滤波器件上得到应用。

由于相干光正交频分复用(CO-OFDM)系统具有很高的峰均功率比(PAPR)以及非常近的子载波间隔，使得光纤非线性损伤成为系统的决定因素。提出中间位置光学相位共轭(OPC)补偿算法补偿CO-OFDM的Kerr损伤，由于OPC两端链路对称，可以最大限度地保证满足补偿条件，具有很好的非线性补偿效果。而且无链路色散补偿和有链路色散补偿系统均适用。该算法能使单信道40 Gb/s CO-OFDM的最大Q因子提高3 dB，非线性阈值提高4 dB；波分复用(WDM)系统的最大Q因子能提高1.1 dB，非线性阈值提高1 dB。

光子晶体光纤(PCF)的导光特性可通过改变空气孔的结构参数(孔径、间距和排列方式)、材料填充等方法进行调节。由于自身具有电可调性，液晶作为PCF的填充材料具有很大的研究价值，可以用于制作电可调PCF。利用有限元法分析了液晶(E7)填充的光子晶体光纤的基模有效折射率、有效模场面积等参量随占空比、外电场的变化关系，得到了不同占空比下基模的截止电压和一定电压下基模的截止波长。结果表明光子晶体光纤的电压可调范围随占空比增大而增大；占空比一定时，电压越大，波长可调范围越小。这种液晶填充的光子晶体光纤可以应用于电场传感等领域。

基于偶氮材料光吸收调制的高分辨率微加工技术近年来引起了极大关注。为揭示该技术中偶氮材料光吸收调制的机制，结合偶氮材料光致异构原理，利用偶氮材料的光吸收理论模型，数值模拟了偶氮材料光吸收率的时间变化特性。以典型偶氮苯染料分散黄7(Disperse Yellow 7-DY7)为例，分别开展了在365 nm光束单独作用和365 nm与532 nm双光束共同作用下，不同厚度DY7薄膜在365 nm光吸收率的时间变化特性实验研究。结果表明，在365 nm光束作用下，偶氮苯材料对365 nm光吸收率因光致异构效应发生了明显改变，而实验中532 nm光束的热效应对偶氮苯材料的光吸收率有显著的影响。

钇铝石榴石(YAG)透明陶瓷被证明为量子电子学历史上最好的固体激光材料，因为其具有无与伦比的光学、力学和热性能。而在YAG透明陶瓷的整个制备过程中，YAG纳米粉体的团聚性能是影响所制备透明陶瓷最终性能的关键因素之一。以共沉淀法制备的YAG纳米粉体为原料，研究了球磨时间和分散剂Dolapix CE-64对YAG纳米粉体去团聚性能的影响，并通过X射线衍射(XRD)、Zeta电位、激光粒度和扫描电镜(SEM)等一系列表征手段对实验结果进行了表征。实验结果表明，通过添加质量分数为10% 的Dolapix CE-64 、球磨24 h处理对YAG纳米粉体去团聚效果最佳。

直接从负折射介质中包含高阶色散及饱和非线性效应的扩展非线性传输方程出发，采用线性稳定性分析法和德鲁德电磁模式，导出了调制不稳定性的色散关系和增益谱公式。考虑到今后的实验验证，以实际单位的形式计算了方程系数随归一化角频率的变化规律。再以实际单位的形式计算并讨论了增益谱随归一化角频率和归一化入射光强的变化关系。结果表明，当归一化角频率固定时，截止频率及峰值增益都随归一化入射光强的增加先增加后减少，归一化角频率不同，截止频率及峰值增益也不同，在靠近禁带处，增益谱远离零点。当归一化入射光强固定时，截止频率及峰值增益随归一化角频率的增加而增加，当归一化角频率增大到靠近禁带时，增益谱由紧挨零点变成远离零点。

主要研究大口径KDP晶体的高强度三倍频性能。采用正交偏振干涉法测量了晶体的光轴均匀性分布，并在神光III原型装置上利用快速生长二倍频晶体开展了高强度三倍频实验，验证了折射率均匀性分布对三倍频效率和近场的影响。实验结果表明，大口径快速生长KDP晶体的三倍频性能基本上满足神光III装置的要求，但快速生长晶体的受激拉曼散射增益系数和激光损伤阈值等性能仍有待进一步考核。

采用聚合物相分离法制备聚合物分散液晶(PDLC)薄膜，通过改变散射角，对散射光强随电压的变化进行了测试。实验结果表明，在角度小于26°时，外加电压为10 V处出现一个散射强度极小值；当角度超过26°时，外加电压为10 V处散射光强最大。在不同的散射角下，散射光强随外加电场的变化趋势有明显差异。散射角在0°~5°角范围内蓝光的光强随外加电压的增加一直增大；在6°~25°范围内，散射光强随外加电压的增大先增大后减小，并且最大波峰时的电压随着角度的增加而减小;当散射角大于26°时，蓝光的光强随着电压的增大而减小。采用单散射理论对实验现象进行了分析和讨论。

在光谱椭偏测量中，玻璃基底的背反射会给测量结果造成较大影响。针对平板显示器件玻璃基底表面氮化硅镀膜进行了椭偏测量和模型计算。采用相干背反射模型“空气基底空气”计算并拟合得到与厂商数据符合较好的玻璃基底折射率。对氮化硅薄膜采用Tauc Lorentz色散模型进行了分析拟合，讨论了薄膜与基底界面层、表面粗糙度对光学常数及模型拟合的影响，表明在薄膜与基底间晶格失配的情况下，界面层的引入对改善拟合度是必要的。给出了薄膜体系的光学常数、薄膜结构的分析结果。

介绍了利用激光脉冲飞行时间测距技术测量货车车厢体积的技术方案。通过该方法，可以准确地把2~6轴货车的车厢体积从货车体积中分离出来并计算得到。通过所采用的三阶高度矩算法此算法来源于数字图像处理边缘检测中的三阶灰度矩，对于各种车轴的货车，都可以精确地去除车头和车底货架并计算出车厢体积，而且针对台阶状的6轴车，台阶点的位置和车厢体积也能准确地获得。此外，所介绍的货车截面数据翻摺拼合技术激光扫描测距仪的数量可以减少到2台。该测试方式已应用到货车厢体积测量的实际工程中，通过大量实际货车数据验证，它能很好地计算出货车厢的体积。

相移法测量三维轮廓具有原理简单、计算速度快等优点。然而此法至少需要采集3幅以上干涉图像，且在实际操作中由于很难产生绝对的相移量而给测量带来误差。应用虚条纹相移算法只需要采集一幅图像便可恢复出物体的三维轮廓，其基本手段是先获得原始图像的基频值f0，根据此频率通过计算机生成具有π/2相位差的两虚条纹图像cos(2πf0x)和sin(2πf0x)。然后分别与原始图像进行混叠，将混叠后得到的图像进行低通滤波，再结合相移算法恢复出原始物体的三维轮廓。此法既保持了相移法本身的优点又解决了其需要采集多幅图像以及无法实现绝对相移的问题。另外低通滤波本身的去噪特性给在非陡变物体测量中高频噪声的去除带来方便。

为确保船载卫星接收机能够得到自身实时、准确的姿态信息，考虑到低成本的要求，采用微机电系统(MEMS)惯性器件设计接收机用姿态定位系统。利用船头部的高精度激光陀螺导航系统来组合尾部的MEMS惯导系统，对MEMS捷联惯导系统的误差进行了分析并建立组合导航系统的动态模型，利用Sage-Husa自适应滤波器对惯导系统的误差进行估计，对MEMS惯导系统的姿态解算结果予以修正，以解决MEMS惯导姿态精度低的问题，试验验证方案可行。

提出了一种多光束激光外差测量磁致伸缩系数的方法。基于激光外差技术和多普勒效应，把待测参数信息加载到外差信号的频率差中，通过对外差信号作快速傅里叶变换(FFT)解调后可以同时得到多个待测参数值，对待测参数加权平均处理最终可以提高待测参数的测量精度。利用Matlab仿真模拟了不同电流条件下待测样品的磁致伸缩系数，结果表明相对误差仅为0.48%。

结构光平面标定是结构光三维视觉测量中的重要环节。传统的标定方法需要昂贵的设备，效率低下，步骤复杂。提出了一种新的三维视觉系统中结构光平面的标定方法。该方法仅使用一个简单的二维平面靶标，在保证靶标与结构光相交的前提下，靶标在摄像机可视范围内自由移动数个位置。对于移动到各个位置的靶标平面，分别建立对应的世界坐标系，并计算该世界坐标系与摄像机坐标系、图像坐标系的转换关系。通过处理算法，可以将每一个位置得到的结构光平面与靶标平面的交线方程统一到摄像机坐标系下。使用最小二乘法拟合多条交线可以标定出结构光平面在摄像机坐标系下的方程。实验证明该方法效率高，步骤简单，具有很好的通用性。

氧气顶回转炉(BOF)口火焰温度的分布是对炉内钢水温度和成分含量判定的一项重要依据。通过对炉口350~1100 nm光谱数据的分析，炉口火焰光谱为“带状”辐射重叠在连续的或“黑体”辐射上，在可见光波段有明显的辐射能力。以在南京钢铁公司炼钢炉前在线采集的400炉光谱数据为研究对象，应用小波分析和神经网络的两大类模型交叉结合的方式对炉口火焰温度进行建模预测，并对预测结果做出分析。结果表明，紧致型小波神经网络在预测中取得更佳的效果，基于多光谱测温理论的小波神经网络预测的结果与副枪测量的温度误差能够在理想的范围内。

光子多普勒速度测量（PDV）系统是一种新型的激光测速系统，可广泛用于冲击波、爆轰波以及其他短时高速运动的测量。数据处理是PDV测速技术重要的组成部分，旨在从含有大量噪声的测量数据中获得靶面等运动体的速度信息。在分析PDV系统测速原理的基础上，分别采用条纹法、短时傅里叶变换法和小波变换法对激光冲击强化实验中自由靶面运动的PDV数据进行了处理。针对其中的去噪、奇异点、小波基的选择等问题，提出了一些独特的处理方法。同时，对3种处理方法的误差、实时性、有效性进行了比较。

随着惯性约束聚变(ICF)激光驱动器的发展，激光光束口径逐渐增加，需要对大口径激光的能量进行精确测量.而目前国内ICF大口径激光能量测量的校准方式无法满足ICF激光装置功率平衡测量的精度要求(测量不确定度不大于2%)。为解决此问题，提出了一种新型的电校准技术，以Bi2Te3-Sb2Te3构成的半导体热电堆作为能量转换器件，进行了以电能量替代激光能量来实现对体吸收型激光能量计的校准技术研究，初步完成了光能量测量和电能校准的理论模型。理论分析结果表明，在室温环境下，使用电加热校准和激光加热校准在热力学上具有等效性，并通过初步的实验，论证了电加热校准技术应用的可行性。

为了测试设计波长为1550 nm的液晶光学相控阵在633 nm波段的相位调制特性，采用泰曼格林干涉法和偏振光干涉法相结合的方法来进行测量。实验结果表明，液晶光学相控阵的相位延迟随灰度近似呈线性分布，在0~255的灰度范围内针对633 nm激光的实际相位调制在0~3.76π之间，在135~255的灰度范围内线性度良好，可以作为液晶的工作区域。由于液晶相位控制的准确性和精度是通过加载相应的灰度来实现的，因此测量相位延迟和灰度对应关系的研究对于液晶光学相控阵用于高精度光束偏转和跟踪有着重要价值。

为实现对小视场光学镜头波像差的快速、高精度检测，将自准直原理与斐索型激光球面干涉仪检测波像差原理结合起来，提出一种基于自准直原理的光学镜头波像差检测系统。介绍了斐索型激光球面干涉仪检测波像差的工作原理，并详细论述了基于自准直原理的波像差检测系统的装调及检测方法。结合自准直光路的特点，实现对干涉仪光轴、被测光学镜头光轴以及高精度平面反射镜光轴的精确定轴，从而实现了系统光路的快速装调。实验证明，此系统可有效解决小视场光学镜头在波像差检测过程中的光轴偏斜问题，实现小视场光学镜头波像差快速、准确的检测。

研究了一种基于GaAs晶体非稳态光感生电动势效应的非线性激光干涉振动测量系统，以固体激光器为光源，以零差干涉光路进行测量。信号光被一定频率微小振幅振动调制后与参考光在GaAs晶体表面发生干涉，根据光感生电动势效应，高于一定的截止频率，GaAs晶体将产生正比于振动幅值的交变电流信号，从而进行振动测量。对影响输出光感生电流的主要因素进行了实验研究，包括干涉条纹空间频率及GaAs电极间距，确定了最佳工作条件。将该系统的测量结果与商用测振仪的测量结果进行了比较，结果一致。

针对荫罩式等离子体显示器屏板定位的特点，研究了基于计算机视觉的图像定位和基于衍射光栅的叠栅定位两种方法，利用这两种定位方法，建立了精密定位的复合控制系统，其中图像定位作为粗定位，光栅定位作为精定位。通过粗定位与精定位相结合的两段式复合定位，可保证在较大的工作行程范围内，实现显示器屏板的高速高精度定位，有效解决了定位精度、定位速度与信号捕捉范围三者之间的矛盾。系统采用的快速图像边缘检测技术、特征图形标识识别技术、精密光栅检测技术和精密驱动控制技术，确保了较高的定位精度及工作可靠性。实验结果表明，采用复合式精密定位可在50 mm的工作行程内获得±0.15 μm的屏板定位精度。

根据Zernike多项式的第四项系数q4和Seidel像差Focus项的对应关系，选用Zernike多项式第四项的系数q4的值作为激光干涉仪法定焦的判据。利用该判据定焦，方法可行，定焦结果稳定。根据q4值的正负可以判断干涉仪发出的球面波的交点处于大口径离轴抛物面平行光管的焦前或是焦后，从而指导干涉仪的前后移动。利用基于Zernike多项式的激光干涉仪法确定了大口径离轴抛物面平行光管的焦面，由标定实验可知，利用这种方法定焦效果不错，定焦后的平行光管出射光束平行性误差优于0.22″。

结合磁检测和X射线检测技术，实现钢绳芯胶带的事故隐患检测，以确保胶带输送机的安全使用。实现胶带射线图像中缺陷特征的自动提取，是保障整个检测系统实时性的关键。重点以接头抽动特征的提取为例，提出一种胶带射线图像中缺陷特征自动提取的方法。算法对存在缺陷的胶带射线图像进行降噪和剪裁处理，以减少无用信息；基于图像水平方向灰度差分的方法弱化钢丝绳信号对缺陷信息的干扰；对图像实施二值化分割，并利用图像中连通的亮点区域的面积来区分缺陷目标和噪声，以提取缺陷区域信息；通过图像扫描得到缺陷的位置和尺寸信息。实验结果证明了算法的可行性。

在某些扩展目标光电成像中,目标图像缺少局部细节,因此采用复杂的特征检测算法和高维特征描述符,但这种方法不仅存在特征描述区分度弱的问题,而且还存在资源占用多、运算速度慢以及难以实现实时处理的缺点。主解决此问题提出了用加速分段测试提取特征(FAST)检测算法进行角点检测，用二进制稳健独立基元特征（BRIEF）描述符进行目标特征描述的新方法。同时，针对BRIEF描述符缺少方向判别，对目标姿态变化敏感的问题，提出了主方向约束机制，有效地提高了特征点识别的稳定性。将本方法与加速稳健性特征(SURF)和尺度恒定特征变化(SIFT)两种应用广泛的算法进行了比较，结果表明，本方法的运算速度分别达到了SURF的5倍和SIFT的17倍，且识别率与SURF相当，能在不降低特征识别率的基础上，实现目标的快速检测和稳定跟踪。

针对激光多普勒信号中存在较大噪声干扰的实际情况，为了抑制这些噪声干扰，提高激光多普勒测速仪的测量精度，提出了对激光多普勒信号进行最小均方差(LMS)自适应滤波后作快速傅里叶变换(FFT)，基于混合编程思想对所得到的频谱，先进行频谱细化，再进行频谱校正的信号处理方法，并对理想正弦信号和实测多普勒信号分别进行仿真计算和实验研究。仿真和实验结果表明：LMS自适应滤波技术可以有效抑制激光多普勒测量中的多频率噪声的干扰，此技术能够适应于很宽的信噪比范围，大大提高多普勒信号的信噪比；频谱细化技术可以提高激光多普勒信号的频谱分辨率，频谱校正技术可以准确地校正多普勒频率，使校正后的频率更加接近于真实值；信号处理精度比直接进行FFT提高2~3倍。

红外目标多光谱图像为目标红外辐射特性的研究提供了有效的手段,在目标材质识别、伪装目标辨识和复杂背景抑制等目标探测技术领域有着极为重要的应用。以黑体辐射理论为基础，提出了一种基于波段拓展的红外多光谱成像的方法。首先，利用中波红外热像仪（3～5 μm）采集红外图像，通过目标表面的真实红外辐射反推出热图像中不同像素点的温度值，然后利用普朗克公式可以获得不同像素点在预拓展波段处的辐射出射度数值，最后根据这些数值进行红外多光谱成像。

为使融合后的多光谱图像尽可能保持原多光谱图像光谱特性的同时提高空间质量，提出了一种基于非采样Contourlet变换（NSCT）和多尺度边缘检测的融合算法。介绍了非采样Contourlet变换和多尺度边缘检测；设计了基于多尺度边缘检测、直接替代的高频、低频子带融合规则；用QuickBird卫星高分辨率遥感图像进行仿真实验。实验结果表明该算法能够在保持光谱信息的同时注入更丰富的空间细节信息，优于传统的Wavelet变换法和Contourlet变换法。

星图识别算法的关键是识别效率高、花费时间短。过去的几十年里，人们致力于建设搜寻数据库的方法，而且确实找到了大量的搜寻方法。为了减少星图数据库的搜寻时间，提出了一种将不同恒星星等分层分类的新技术。同时，采用这种准确快速的搜寻方法提出了全新智能快速星识别算法。基于台式机的仿真结果显示这种星识别方法和数据库搜寻方法具有较高的准确性和效率。通过数据库搜寻星特征的时间复杂度为0(n)。除此以外，因为星图像的质量决定了星图识别算法准确性的改进，因此提出一种模糊边缘检测技术来解决图像的预处理问题，这种方法对于噪声消除、星特征提取、数据库建设和匹配有重要意义。

针对融合图像质量评价问题，分析了图像质量评价与融合图像质量评价的关系，给出了融合图像质量评价方法的一般表达公式，指出构造实际并不存在的参考图像是解决融合图像质量评价问题的关键。在此基础上，基于空域结构相似度评价方法，对输入源图像和融合图像分别进行小波分解，利用输入源图像小波分解系数构造参考图像小波系数，然后根据人眼视觉敏感度带通特性对参考图像和融合图像的各小波频带进行加权，从而得到整幅图像的小波域结构相似度评价指标，利用目标可探测性、细节可分辨能力和图像整体舒适性构成主观评价指标分别和交互信息量、基于空域的结构相似度比较。实验结果表明，相比于传统的客观评价方法，提出的方法所得结果与主观评价结果的一致性更好。

根据高光谱图像的特点，提出一种基于谱间去相关模型的迭代硬阈值重构算法。根据高光谱图像序列的相邻图像之间具有很强的相关性，在迭代硬阈值重构算法中建立谱间去相关模型，除去重构图像观测数据中谱间相关的观测数据，去相关后的图像的观测数据更加稀疏，重构性能更高。实验结果表明，在相同观测数目下，本算法与迭代硬阈值重构算法相比，有效提高了图像的重构质量。

光学支架是太赫兹(THz)实验系统的重要组成部分，通过研究一些常用的光学支架对THz光的反射特性，并以此为依据采取合理的措施降低反射影响，对提高实验精度具有重要意义。对一些常用的光学支架，如方形滤波片固定座、三角块、不锈钢接杆和杆座等，进行了反射率测量实验，采用对比测量法，通过计算获得了不同支架在45°入射角时对2.52 THz光的近似反射率。实验结果表明，光滑的不锈钢接杆反射率较大，实验测得直径为25 mm的不锈钢接杆的反射率最高可达约43%；表面不平整的直径为25 mm的喷漆杆座的反射率较低，为0.62%；而表面有菱形条纹的直径为28 mm的升降杆座的反射率仅为0.35%。

通过对缩比模型的太赫兹波段雷达散射截面(RCS)测量，可以获得微波波段全尺寸目标的RCS值，因此，RCS估算和测量是当前太赫兹重要的应用技术之一。RCS估算中，通常假定入射光为均匀平面波，但在实际测量应用中，常常采用发射类似高斯光束的太赫兹源。进行了横电波情况高斯光束入射时，无限长理想导体圆柱的太赫兹雷达散射截面估算。仿真研究了2.52 THz激光准直入射和相位变化对后向雷达散射截面的影响，给出了RCS与散射角的变化曲线；同时与均匀平面波入射结果进行了比较分析。仿真结果表明，在测量圆柱半径10 mm且入射光距圆柱轴心距离1 m处的后向RCS时，用光斑半径30 mm的高斯光束较好。

基于液晶分子的指向矢随外加电场改变而变化的特点，设计了一种新型电场调制液晶太赫兹器件。利用全矢量平面波展开法和光束传播法分别研究了光子晶体光纤的带隙位置和传输光谱的电场分布。同时，利用时域有限差分法计算了液晶分子指向矢随外电场的变化关系。结果显示该器件不仅可以在0.55 THz的宽带范围内实现开关功能，且具有耦合损耗低、消光比高等优点，消光比为30.78 dB。当太赫兹波的入射频率满足光纤的单偏振条件时，该器件还具有偏振控制功能，能够改变传输模式的偏振状态。

自动聚焦技术是实现数字全息成像快速、准确再现的关键技术之一。在分析聚焦和离焦过程中小波变换高频和低频系数变化特点的基础上，提出了一种基于小波变换的聚焦判据函数。采用无噪声和被噪声污染的模拟太赫兹(THz)数字全息图，比较分析了这种聚焦判据函数和五种经典的数字全息聚焦判据函数的性能，给出了综合评价。仿真结果表明：同五种经典聚焦判据函数相比，基于小波变换的聚焦评价函数具有更好的单峰性、更高的主峰锐度和极佳的抗噪性，是一种性能优越的THz数字全息成像自动聚焦判据函数。

提出了一种基于两段相同长度的保偏光纤环镜的温度不敏感相对湿度传感器，其中一段保偏光纤经高浓度的氢氟酸腐蚀后覆以一层湿敏材料聚乙烯醇薄膜用于获得空气的相对湿度，另一段保偏光纤则对传感器的温度进行补偿。该传感器成功实现了对周围环境相对湿度(RH)20%~80%范围内的测量，同时不受外界环境温度的影响。实验表明，该传感器所得数据呈现出良好的线性关系，获得的湿度灵敏度为0.98 nm/%(RH)，温度所带来的影响仅为0.0072 nm/℃，达到了消除温度影响的目的。

布里渊分布式光纤传感器适用于测量静态的温度/应力，而马赫-曾德尔干涉仪分布式光纤传感器(DOFS)可测量动态的应变变化。许多应用场合需要静态和动态的传感信息，这是单机理分布式光纤传感器难以达到的。由于布里渊光时域分析仪(BOTDA)和马赫-曾德尔干涉传感器都采用双向环路传感光纤结构，通过共用光源和主要光器件，将布里渊光时域分析仪和马赫-曾德尔干涉传感器相结合。利用布里渊传感测温度，马赫-曾德尔传感器测振动，从而可实现多机理多参量传感。搭建了25 km传感实验系统，对于马赫-曾德尔振动传感，定位精度达到60 m，并可计算振动频率；对于布里渊传感，在没有振动时传感光纤的始端和末端都为2 ℃的测量精度，但在振动时得到始端为3 ℃、末端为4 ℃的测量精度。

提出了一种基于倾斜光纤光栅与多模光纤相结合的温度不敏感振动传感器，其振动传感头是在倾斜光纤光栅与单模光纤之间加入一小段多模光纤所组成。倾斜光纤光栅的反射光谱有布拉格模和包层模两部分组成，其中多模光纤的作用是将倾斜光纤光栅反射包层模耦合到单模光纤的基模。倾斜光纤光栅包层模对外界振动很敏感，通过传感器的包层模平均输出功率完成对外界振动物理量测量。由于采用强度解调的方式，可以大大降低传感器装置的复杂性。实验表明：当传感器温度从20 ℃上升到70 ℃时，传感器的输出平均光功率均方根误差为0.01 μW，其反射光谱平均输出功率影响很小，故可以避免外界温度对测量结果的影响。

利用大偏置熔接方法在两段单模光纤(SMF)中间熔接一小段单模光纤作为支撑梁制作了一种开腔式法布里珀罗（F-P）干涉传感器。提出在干涉腔内填充一种湿度敏感型物质聚丙烯酰胺（PAM）从而形成一种高灵敏度的微型湿度计。当PAM通过吸收空气中的水蒸气而引起自身折射率发生改变，从而导致F-P干涉谱发生漂移，通过检测干涉谱的漂移量可以实现对环境相对湿度的测量。实验结果表明，这种湿度传感器在38%~78%的相对湿度范围内，在PAM折射率变化范围内其干涉谱漂移了约4 nm，漂移量与相对湿度的灵敏度约为0.1 nm/%；而在88%~98%的相对湿度范围内可实现高灵敏度的湿度测量，其干涉谱漂移了约59 nm，漂移量与相对湿度的灵敏度为5.868 nm/%。

研究了基于细芯光纤内嵌马赫曾德尔干涉仪的光纤应变传感器，通过将一根细芯光纤熔接在两根单模光纤(SMF)之间，构成了一种光纤内干涉的马赫曾德尔干涉仪。当单模光纤中的光耦合进细芯光纤时，一部分光耦合进细芯光纤纤芯作为芯模传输，另一部分光耦合进细芯光纤包层中激发出包层模沿包层传输，当芯模和包层模再耦合进单模光纤时发生干涉。当应变作用在细芯光纤上时，干涉条纹发生漂移。通过解调干涉条纹对应变的漂移量实现应变测量，在0~2000 με的测量范围下，测得的应变灵敏度为-1.83 pm/με，并且实验结果与理论分析有很好的一致性。该传感器具有体积小、制作简单、灵敏度高等优点。

提出了一种新颖的光纤液位传感器。在普通单模光纤(SMF)中间熔接一段细芯单模光纤(TCSMF)，构成共轴光纤马赫曾德尔干涉仪(MZI)。液位的变化引起包层模与芯模的相位差发生改变，从而导致干涉仪的透射光谱发生改变。对传感器的工作原理和测量灵敏度及精度进行了理论分析，实验结果显示透射光谱中特征峰波长漂移量跟液位变化量呈较好的线性关系，且灵敏度随待测液体折射率的增大而增高，与理论分析结果相一致。测量得到纯水和饱和氯化钠溶液的测量灵敏度分别为0.160 nm/mm和0.228 nm/mm。该传感器采用全光纤结构，制备简单、测量精度高，可适用于折射率低于光纤包层折射率液体的高精度液位测量。

介绍了综合使用瑞利、拉曼、米散射三种技术的激光雷达的基本结构与拉曼散射温度反演原理。对其中的拉曼回波信号进行了背景噪声扣除、滑动平均和小波变换降噪，在此基础上分析了气溶胶对拉曼激光雷达温度廓线反演的影响。利用上述激光雷达信号处理方法对南京上空的温度廓线进行观测，反演了2010年11月19日18时53分至19时35分连续观测的数据。反演的温度廓线表明，观测开始至观测结束，5.5 km处的温度变化为2 K的波动变化；对2010年11月整月的观测数据进行分析处理，得到11月份上中下三旬的平均温度廓线。在10 km高度处，下旬温度比上旬温度低4 K，随着入冬的进程，低空段的大气温度递减率有明显增大的趋势；11月的月平均温度在5~10 km处低于模式值4 K左右，并且两者几乎平行，说明11月份5~10 km各高度温度比模式均低4 K左右。

针对相干激光雷达距离像和强度像的不同噪声特性，分别采用基于块匹配和三维滤波(BM3D)算法对距离像和强度像进行了去噪处理，并与非局部均值(NLM)算法的去噪结果进行了比较和分析。实验仿真结果表明，对于强度像，同态BM3D算法明显好于同态NLM算法，在保持目标区域的灰度分布均匀性、保持及恢复图像边缘等方面具有较好的性能；对于距离像，由于一般更注重保持正确的距离值，BM3D和NLM算法均不够理想。

为提高晶体对波长为0.1~20 nm的X射线的衍射效率，通过特殊工艺对特定晶体表面进行位错处理。将云母、α-石英和LiF晶体劈成80 mm×10 mm的晶体薄片，其中LiF晶体厚度研磨到1 mm，其余三种晶体厚度为0.2 mm。将LiF晶体加热到400 ℃，然后用椭圆型折弯机进行多次弯曲，自然冷却降到室温，使晶格发生位错现象。在波长为0.154 nm的Cu靶X射线衍射仪上进行衍射试验，经晶体后利用成像板或X射线CCD获得衍射谱线，其中Mica球弯晶获得多级衍射谱线，经过表面处理的LiF晶体获取的X射线光子数比未处理的高2倍。结果表明晶体表面经过位错处理后提高了衍射效率，更适合X射线诊断研究。

研究了相位误差起伏性较大、不满足随波数缓慢变化时的干涉型傅里叶变换光谱仪谱线相位误差的校正方法，根据实序列傅里叶变换的性质和离散傅里叶变换的性质，将过零单边干涉图采样数据和短双边干涉图采样数据分别作为复数序列的实部和虚部，组成一组复数序列，对此复数序列进行一次傅里叶变换，能够避免当相位误差起伏性较大时，对相位误差进行多项式拟合带来的较大误差，可以获得高精度的光谱。研究结果表明，当相位误差不能满足随波数缓慢变换时，传统的Mertz乘积法不能校正此时的相位误差，而实验中提出的方法能够校正此类相位误差，并且获得理想的光谱曲线，可以广泛地应用到干涉型傅里叶变换光谱仪的光谱反演中。

在金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)作为开关配合电容充放电实现脉冲功率放大时，输出的脉冲电流受到MOSFET元件性能制约，而且由于分布参数的影响脉冲电流非常容易出现过冲。为了解决这些问题，提出了一种MOSFET互补输出电路，它能提供更快的脉冲关断时间，并且对过冲的产生起到一定抑制作用。经实验证明，改进后电路的输出得到了改善。

光镊可以非接触、无损伤地操纵尺度位于数纳米到数十微米之间的生物细胞、亚细胞、生物大分子以及胶体粒子，已经成为生命科学和胶体化学领域不可缺少的研究工具。根据几何光学，对基于有限远光学系统显微镜的光镊光路进行了分析计算。这类系统由捕获光源、准直透镜、倒置生物显微镜、大数值孔径物镜、成像系统和CCD相机组成，可以在保持物镜后瞳充满度的情况下调整阱位和刚度，具有捕获力大、被捕获的粒子成像清晰等优点，可以很好地满足科研和教学需求。

提出一种针对光强接收面为离焦曲面的连续相位板(CPP)的设计方法，该方法改进了传统的Gerchberg-Saxton (GS)迭代算法，不再以焦面作为设计目标，在每一次的迭代过程中都考虑实际离焦的影响，以离焦面作为设计目标；同时为了解决曲面设计问题，提出修正重构离焦面上的目标光强函数的方法。模拟计算表明，新的连续相位板设计方法，相对于以焦面作为设计目标的传统方法，可以很好地控制离焦曲面上的焦斑轮廓，得到很高的能量集中度，可满足惯性约速聚变对束匀滑元件相位连续性、光斑包络及能量集中度的要求，较好地解决了离焦曲面上的束匀滑问题。

针对大功率阵列LED车前灯的散热节能问题，以计算流体动力学为理论依据，采用Ansys-icepak建模，仿真时以模型几何参数为变量、模型最高温度和质量为约束函数、模型热阻为目标函数，分别对LED汽车前照灯的插片式鳍片、圆柱式鳍片两种被动散热结构单模组进行设计、仿真和优化，结果表明，在初始环境温度85 ℃的相同边界条件下，优化后的插片式鳍片模型重量0.2756 kg、最高温升12.52 ℃、热阻1.026 ℃/W，优于圆柱式鳍片模型，且符合LED车灯散热标准。整灯设计时，在车灯组前方底部设置进气格栅，在后上侧设置出气口，利用汽车向前行驶而产生的反方向风速加强内部对流，使车速在一档内的2 m/s时整体温升就低于10 ℃，有效提高了散热效率。

为解决大口径光学元件表面疵病检测设备的精确测量、校准和溯源问题。设计了用于标定表面疵病检测系统的标准板，通过电子束曝光将定标图案转移至掩模板，再采用反应离子束刻蚀的方法制作标准板。通过扫描电镜测量标准板上各标准线的真实线宽尺寸，并以扫描电镜测量结果为参考值标定大口径表面疵病检测系统。利用所设计的标准板标定基于散射成像法的大口径表面疵病检测系统。结果表明，当疵病线宽尺寸大于45 μm时，疵病的散射像满足几何成像原理，当疵病宽度尺寸小于45 μm时，需按标定结果进行计算。

研究了热原子介质在电磁感应透明(EIT)条件下的近梯度折射率性质。理论研究表明，在考虑多普勒加宽后，介质仍能对物体起到自成像的作用。利用分步傅里叶方法，采用方格矩描述横向传输面的归一化点光强，同时引入像面差异因子，用于寻找精确像面位置并对成像质量进行评价；研究了温度对像面位置与成像质量的影响，结果表明，随着温度的升高，像面与物面的距离几乎呈线性增加，而成像质量呈线性下降。