为满足多工位或多工种的激光加工需求，以Nd:YAG脉冲激光器为光源，提出了双工位加工的实施方案，设计出能实时改变激光光路的双工位分光装置，以及能对系统进行控制的系统控制电路，并确定了系统的工作流程及工作时序。最终实现与单工位时等功率输出的双工位系统。为检验实际加工效果，对AZ91D镁合金和3003铝合金分别进行了熔覆和焊接试验，并利用扫描电子显微镜（SEM）和电化学测量系统分别检测熔覆试样的熔覆层与基体结合界面的特征及耐腐蚀性，同时对焊接试样的显微硬度及拉伸性能进行检测。结果表明，熔覆后，熔覆层与基体结合良好，熔覆层组织致密、无裂纹和孔洞,自腐蚀电位比基体提高1.18V，腐蚀电流降低约5个数量级；焊接后，铝合金的硬度变化范围为HV4.927～54，抗拉强度约为母材的82.3%，与单工位加工系统相比，加工效率提高了24.6%，取得了较好的加工效果。

将光学相干层析(OCT)成像技术应用于牙釉质矿物质密度(MD)的定量测量。该测量是基于骨组织的OCT光衰减系数(OAC)与MD的线性关系来实现的。用OCT扫描密度范围为1.28~1.9 g/cm3的羟基磷灰石（牙釉质主要成分），从OCT图拟合出它们各自的OAC, 并绘制OAC与MD直线作为校准直线；用OCT扫描牙釉质并从图中拟合出牙釉质的OAC；从校准直线中获取对应的MD。测量结果显示：正常牙釉质的MD范围为2.5~3.1 g/cm3，此值与相关文献结果相符；而龋齿牙釉质的MD都比较小，约为2.0 g/cm3。实验表明OCT是一种高灵敏度的无损成像技术，在早期龋牙的定量研究和临床诊断方面具有潜在的应用前景。

基于工业机器人, 总体上采用分层递阶结构, 控制模块间采用I/O口外部电路连接、程序协调的方法, 研制出用于动力电池外壳封装的激光自动化焊接系统。经调试后对具有复杂几何尺寸电池外壳进行焊接试验, 在同一工艺参数下, 采用两种不同的轨迹进行焊接, 对比分析两种焊接轨迹对焊缝成形的影响及经济性。实验结果表明, 基于机器人自动化波浪线焊接的焊缝连续性、一致性较好, 可实现多工位连续焊接, 加工效率是普通工作台的3 倍。设计实现的激光自动化焊接系统为我国动力电池封装提供了参考。

为满足多光路、多工位激光加工需求，采用Nd:YAG脉冲激光器为光源，研制出激光器双光路时分复用系统。提出了时分复用的具体实施方案，设计出能够实现时分复用分光的可控30°旋转分光装置以及对装置的工作状态实现实时控制的时分复用控制电路，并确定了系统的工作时序。最终在不降低输出功率的前提下，实现了激光的时分复用、双光路输出。实验利用能量计采集数据，对光路耦合效率进行计算，实验表明，在电流为50 A、脉宽为4 ms、能量为7.3 J时，A路耦合效率为85.21%，B路耦合效率为85.23%，满足多工位加工需求。最后结合实际应用，将所设计的两光路，一路用于焊接，一路用于熔覆。

基于腕部手厥阴心包经循行区域的解剖结构，建立了腕部手厥阴心包经和旁开非经络线区域组织光传输结构的简化模型，并利用蒙特卡罗模拟的方法分别模拟了光在腕部手厥阴心包经、相邻肌腱以及旁开非经络线上的光传输特性。模拟结果表明，光沿腕部手厥阴心包经呈优势传输，与本实验室之前实验所得的结果相一致。分别计算了三个模型中各层的光通量情况，计算结果表明，腕部心包经循行区域的光传输特性主要受该区域的底层结构和底层组织成分影响，光在底层结构中也是沿腕部心包经呈优势传输的，并且该优势传输的现象与腕部心包经底层的筋膜间隙结构有关。

采用光学相位共轭补偿光纤通信系统的色散及非线性必须满足一个前提条件，即相位共轭器两边线路上的色散和非线性分布(或传输功率分布)必须严格对称，这在现有的一般传输线路（标准单模光纤加集总掺铒光纤放大器）难以实现。提出了预啁啾结合中距相位共轭的补偿方案，并进行了数值计算。结果表明，通过在发送端对输入脉冲进行预啁啾展宽，可有效地减轻非线性效应与色散的相互作用，获得理想的补偿效果；对于皮秒超短光脉冲传输，脉冲内拉曼散射相对于三阶色散对补偿结果的影响很小，因此，频域相位共轭相对于时域相位共轭具有更好的综合补偿性能。该方案简单易行，无需对已敷设好的线路作较大改动。

轨道角动量是光子的量子态，具有轨道角动量的光束在光通信等领域中得到了广泛的应用，是目前国内外研究的热点方向之一，特别是轨道角动量可作为自由空间量子信息物理载体的重要选择，这将对量子通信领域带来重要的影响。介绍了光子轨道角动量的定义、产生，简要列举当前的相位、偏振编码经典的两类量子密码通信方案以作对照，以提出的光子轨道角动量密码通信方案为例，着重介绍了光子轨道角动量在量子通信中的应用研究及展望。

在特定的气体氛围下,用一定能量密度的超短脉冲激光连续照射单晶硅片表面, 或者离子注入在硅中引入硫族元素等方法，可在硅表面得到具有奇特光电性质的微米量级尖锥结构，该微锥结构被称为黑硅。这一新材料有奇特的光电性质，如对0.25～17 μm波长的光有强烈的吸收，具有良好的场致发射特性等, 为硅提供许多新的功能。Mazur教授预言这种新材料相当于60年前的半导体，在探测器、传感器、显示技术及微电子等领域都有重要的潜在应用价值，尤其在高效太阳能电池领域具有其他材料无可比拟的优越性。本文介绍了超快激光微构造硅的形成机理，研究进展、光电特性以及应用前景。

差频法具有无需复杂腔型调整、输出激光调谐范围宽、效率较高等综合优点，是获得3～5 μm中红外激光光源的重要手段。推导了差频产生中红外激光的输出光波长、线宽以及功率的公式，重点讨论了输出激光线宽与抽运光波长和线宽、信号光线宽以及温度等因素的关系。结果表明，输出激光线宽主要由抽运光和信号光的线宽决定。

功能内稳态(function-specific homeostasis, FSH)是维持生物功能充分稳定发挥的负反馈机制,FSH的品质由功能复杂性和稳定性构成。应激打破FSH,处于应激内稳态(stress-specific homeostasis, StSH)的应激称为成功应激, 后者能够实现FSH的升级或降级。低水平激光或单色光(low level laser irradiation or monochromatic light, LLL)不能调节成功应激或处于FSH的功能, 但可以促进应激建立StSH。应激能提高组蛋白去乙酰化酶1(sirtuin 1, SIRT1)的活性, LLL则可以调节SIRT1的活性。本文分别针对软骨细胞增殖、延迟性肌肉酸痛、伤口愈合、生长和衰老讨论了LLL的应激效应。