氩氟（ArF）浸没干涉光刻系统可产生高分辨周期图形，是研究高数值孔径ArF浸没光刻的有力工具。消色差ArF浸没干涉光刻系统能降低系统对曝光光源的相干性要求，实现高分辨率成像。提出了一种双液体层消色差浸没干涉光刻系统，由衍射理论和几何光学理论分析了系统的消色差原理和成像机制。对比传统的单液体层系统分析了其成像性能并分析其优点。结果表明，该系统的成像焦深和可分辨像场宽度较大且不依赖于激光光源的带宽；系统性能对外界环境不敏感，成像稳定性得到改善；该系统以简单的对称结构解决了干涉光刻成像中ArF准分子激光光源相干性差的问题，并保证了系统成像性能的稳定。

大气散射光偏振特性的研究对于降低自然扰动对偏振光导航系统的误差影响，优化系统具有重要意义。实验采用矢量偏振分析装置测量了不同天气情况下大气散射光偏振度和太阳光单次散射角，研究了两者之间的关系。结果表明，在不同天气条件下，大气散射光偏振度和太阳光单次散射角之间皆为抛物线型关系，散射光偏振度变化主要由大气散射粒子大小变化引起。当散射粒子半径增大时，散射光偏振度减小，并且偏振度最大值所对应的散射角值发生偏移。基于米氏散射理论建立了单次光散射偏振模型对该实验进行了理论分析，数值仿真结果与实验结果一致。

论述了用于宽调谐太赫兹(THz)探测的菲涅耳准相位匹配技术方法的原理，讨论了共振及非共振菲涅耳相位匹配的条件，重点研究了Goos Hanchen延迟对菲涅耳准相位匹配的影响，还讨论了和频过程中有效非线性系数、光波在晶体内全反射角θ的允许宽度及GaAs晶体对互作用三波的吸收，提出了利用角度调谐在菲涅耳相位匹配GaAs晶体中实现宽调谐THz探测的实验设计方案。

为检验与评估激光雷达系统组成模块及器件的性能指标及各个模块及器件协同工作系统效率，建立了外差成像激光雷达电子跟踪器半实物仿真平台。在虚拟设计思想指导下，采用半实物仿真模式设计电子跟踪器仿真平台，并根据激光雷达方程将电子跟踪器仿真平台模块化。基于朗伯散射理论建立了仿真目标场景库模块；基于激光束空间分布理论建立了信号模拟器模块；基于微弱信号检测理论建立了中放模块、数据采集逻辑控制模块和成像及数据分析模块。将五大模块系统集成构成电子跟踪器半实物仿真平台，并进行联调实验评估模块协同工作系统效率；应用中频放大器代替中放模块进行真实器件性能指标评估实验。实验结果表明，电子跟踪器半实物仿真平台能够重现成像激光雷达工作过程，可分析各个模块协同工作效率；能够评估激光雷达组成器件性能指标，并根据具体应用需求给出分析结果，为激光雷达系统组成模块及器件的性能指标评估提供了一种可靠的分析手段。

温度是影响光纤陀螺测试精度的重要因素，通过理论分析和实验研究了光纤陀螺的静态温度特性，提出采用经典小波网络进行零偏温度建模的方案，并与多项式拟合结果进行比较，其拟合精度得到大幅度提高。在此基础上，对经典小波网络进行改进，研究了一种新的参数初始化方法，并提出了基于动量变步长梯度下降法的参数更新算法。实验结果表明，改进的小波网络算法能够进一步提高网络的收敛速度和模型拟合的精度，从而能够更好地描述光纤陀螺零偏的温度特性。为了验证小波网络算法的普适性，利用多个惯性器件的温度实验数据，进行零偏温度建模和精度分析，结果表明，该方法能够较好地适用于对温度敏感的惯性器件的静态温度建模。

为了更准确地评价高精度激光陀螺(RLG)的性能，提出了采用动态Allan方差(DAVAR)对高精度二频机械抖动激光陀螺实测数据进行分析的新方法。详细介绍了DAVAR的基本原理，并将其用于机抖激光陀螺随机误差的研究。结果表明，DAVAR分析方法不仅能细化、辨识机抖陀螺各项随机误差，同时确定各项误差占总误差的比重，而且可以分析陀螺随机误差随时间变化的稳定性。与Allan方差分析方法相比，DAVAR更为全面地表征了机抖激光陀螺的随机误差特性。

通过探测在连续调谐抽运光作用下的气室对频率确定的探测光的吸收，可获得光抽运光谱，探测光和抽运光同时耦合不同的超精细跃迁时可形成光抽运光谱的峰值，此时两个光场有确定的稳定性依赖于原子能级的频率差。利用光抽运光谱并结合锁频环路，完成了参考频率为原子超精细分裂的连续半导体激光器间的偏频锁定。通过选择不同的超精细能级，两个激光器输出激光的频率偏移可以锁定在数百兆赫兹的激发态超精细能级间隔或约9 GHz的基态能级间隔附近。

为了获得高功率、高光束质量相干光纤激光输出，设计了一种双端输出的光纤激光器。两路光纤激光器尾端通过反射率为85%的光纤布拉格光栅连接，有一定的相互关联，利用角锥反射器使其能量相互注入，实现锁相，并利用偏振片分光，实现相干合成输出。实验上，在远场得到了清晰稳定的干涉条纹(可见度约为0.92)，获得了8.6 W的相干合成激光输出，对应的功率合成效率约为90%。实验结果表明，该方案结构简单，稳定性好，相干度高，并可用于多路激光相干合成，为实现高功率光纤激光相干合成输出提供了一种新的思路。

报道了一种长腔掺镱锁模光纤激光器。除用以实现自启动锁模的非线性偏振旋转（NPR）元件外，激光器为全单模光纤结构，且腔内无色散补偿元件，工作在全正色散域，仅仅通过引入窄带滤波器参与脉冲整形过程输出耗散孤子。实验中通过延长单模光纤长度实现了两个长腔条件，分别得到了6.66 MHz重复频率，12 nJ单脉冲能量和5.05 MHz重复频率，20 nJ单脉冲能量的稳定锁模脉冲，噪声抑制比均为75 dB。与以往的全正色散锁模光纤激光器相比，重复频率低，单脉冲能量高，稳定性好，适用于构建简化的光纤啁啾脉冲放大（CPA）系统。

以CrYAG作为可饱和吸收体，实现了激光二极管(LD)端面抽运NdGdVO4晶体的微片式被动调Q激光器。NdGdVO4晶体的尺寸为3 mm×3 mm×1 mm，a向切割，Nd3+掺杂原子数分数为0.5 %，抽运端面镀有对808 nm增透和对1.06 μm高反的双色膜，作为激光谐振腔的输入镜。Cr4+YAG的尺寸为 9.5 mm×1.1 mm，初始透射率为77%，其外端面镀有对1.06 μm透射率为15%的部分反射膜，作为激光谐振腔的输出镜。谐振腔的长度为5~6 mm。激光的抽运阈值为4.62 W，当抽运功率为13.86 W时，最大平均输出功率为0.98 W，相应的光光转换效率为7%，斜率效率为9.5 %，最高重复频率、最大单脉冲能量和最短脉冲宽度分别为23.4 kHz，44.6 μJ和2.9 ns，相应的峰值功率为15.4 kW。