为了提高预放大数字全息显微系统的成像质量，采用理论分析与实验验证相结合的方法，分别对采用平面及球面参考光记录的预放大数字全息显微系统进行了研究和比较。结果表明：在通常的实验条件下，系统的横向分辨力主要取决于显微物镜的成像分辨力;记录距离较小时，两种系统的横向分辨力均随着记录距离的增大略有降低;但当记录距离较大时，球面参考光预放大数字全息系统的横向分辨力降低得更为明显，即平面参考光预放大数字全息显微系统较为优越;在记录距离为0的情况下，即像面数字全息成像情况下，两种系统的再现像均具有最高的分辨力，在利用普通工业用传感器条件下，横向分辨力远超过了2.19 μm，且像质较好。因此，尽可能减小全息图的记录距离，或者采用像面数字全息系统，可以有效提高数字全息系统的成像分辨力。

通过分析激光熔覆过程中光束、粉末和熔池间的作用机理，建立了送粉式激光熔覆材料有效利用率的数学模型，在此基础上推导了送粉角度与工艺参数之间的定量关系式，并计算了不同送粉角度下的熔覆材料有效利用率、熔高和横截面积。结果表明，在熔覆工艺参数不变的条件下，理论计算的熔覆材料有效利用率、熔覆层高度和横截面积均随送粉角度的增加而增大，且均高于实验检测值。激光熔覆过程中，由于粉末烧损和机械损失，使熔覆材料有效利用率、熔高和横截面积随送粉角度变化出现最大值，理想送粉角度为60°。

为解决传统光强探测手段难以有效探测和识别伪装目标这一难题，基于偏振探测技术搭建了光谱偏振探测成像系统，利用该系统在位于442.0，545.5，670.5，850.5 nm的窄波段对典型草地、土壤背景下的某型深绿色和土黄色伪装涂层进行了光谱偏振探测实验研究。并通过编制的图像处理软件对测试结果进行处理分析以提取其中的偏振信息，获得了目标与背景偏振度和偏振对比度随探测波长和探测角的变化规律。研究结果表明，合理地选择偏振成像探测条件可以使伪装涂层与背景之间存在较大的偏振对比度，可以实现对传统伪装涂层涂覆的目标的有效探测和识别。

利用532 nm连续激光辐照以东芝TCD1200D型线阵CCD为图像传感器的扫描相机进行实验，在相机输出视频中发现了光斑拖尾的现象，拖尾有限长、全饱和并且仅在光斑一侧。分析排除了光分布造成拖尾的可能原因。其单侧、有限长的特点不符合像素溢出或漏光造成的拖尾，而与转移损失造成的拖尾一致。但其全饱和的特点，不符合目前转移损失率的常数模型。针对当前体沟道CCD的内部结构和工作原理，提出了一种转移损失率随电荷量变化的模型，对新发现的全饱和单侧拖尾进行了解释。

提出一种数字全息相干噪声抑制方法。首先在照明光方位角给定的前提下，通过在极向平面内连续旋转照明光，实现在多角度照明条件下记录离轴数字全息图。然后对所获得的全息图分别重构，同时利用倾斜相差补偿算法和数字图像自相关配准方法分别补偿再现像的相位倾斜及横向偏移。最后将重构像进行非相干叠加，从而有效抑制再现像的相干噪声。实验结果及相关统计评价数据皆验证了该方法的有效性。

采用非临界相位匹配切割，尺寸5 mm×5 mm×20 mm的KTA作为非线性光学晶体，进行了基于半导体激光端面抽运Nd:YLF/KTA的内腔式连续光学参量振荡激光研究，获得了中红外3.5 μm波段的连续激光输出。为了提高连续光参量振荡腔内信号光的功率密度，降低激光输出阈值，采用对信号光高反射的单谐振腔结构进行激光实验。在8.35 W的抽运功率下，分别获得了335 mW和110 mW 的3440 nm和1505 nm的激光输出，对应的总转换效率达到了5.6%。该实验研究表明半导体激光端面抽运的内腔式KTA连续光学参量振荡也能获得高效的中红外激光输出。

利用双光束反射率测量装置，研究了连续激光重复加载作用下30CrMnSiA钢金属材料的反射率变化特性。通过激光加载、冷却然后再加载到更高的温度的辐照试验与激光单次辐照的结果比较，发现二次加载时材料表面的激光反射率与样品表面首次加载时达到的最高温度所对应的反射率基本一致，只有达到并超过首次加载时样品曾达到的最高温度后，样品表面的反射率才会再次发生变化，且变化趋势与单次完整加载时的路径重合。这表明样品表面的反射率与其达到的最高温度有关，进一步的研究结果表明，样品达到的最高温度与样品表面在最高温度下产生的氧化反应层有关，而这一氧化层在冷却过程和再加载过程不变化。

基于激光水下爆炸的声探测技术,设计了激光声水下目标探测器。对激光水下爆炸声源的产生机理进行研究,并开展水下探测器发射声信号检测的实验。实验结果表明: 强脉冲激光聚焦于水介质产生爆炸性球面声源,探测器内部的声反射面将球面声信号转变为高指向性的平面波信号。通过对探测器的发射信号和接收的目标回波信号进行数值计算，得到探测器发射信号具有波束指向性窄、距离分辨力高和探测距离远等特点，满足水下目标探测的应用需求。

针对水平集方法计算复杂度高，无法满足实时系统要求的缺陷，提出一种改进的快速水平集算法。该算法对快速水平集算法进行简化，采用单链表表示轮廓曲线。利用C-V模型的二值拟合项来设计曲线演化的速度函数，保留了C-V模型的全局优化特性。还给出了一个基于单链表中轮廓点个数变化的水平集演化终止准则。该算法不仅明显提高了分割速度，且对噪声图像也能实现高效的分割。

宽带脉冲在钕玻璃放大器中传输时，由于受到增益窄化和增益饱和效应的影响，脉冲频谱将受到调制，从而产生边带丢失或者频谱两侧失衡，进而导致脉冲时间波形产生调制。针对不同的宽带光源模型，数值模拟了放大器输出波形的幅度调制，分析了增益带宽、输入脉冲带宽及增益曲线中心波长相对输入脉冲中心波长的偏差等因素对输出脉冲调制度的影响。结果表明: 不同的宽带光源脉冲经过钕玻璃放大器后，均会产生不同程度的幅度调制; 啁啾堆积脉冲比正弦相位调制脉冲产生的幅度调制小。