采用有限元分析法对飞秒激光冲击AZ31B镁合金进行数值模拟, 研究了激光冲击处理对镁合金变形过程的影响, 分析了单脉冲激光冲击下材料内部的位移、动能、应力和应变的分布情况, 得到了材料的瞬态速度和应变率变化过程.仿真结果表明, 单脉冲飞秒激光冲击镁合金产生的塑性变形, 可在材料表面形成微米级凹坑, 中心点处最大位移为34 μm, 最大变形速度390 m/s; 在冲击初期, 材料表面的应力和应变主要分布在冲击区域中心节点和边缘附近, 并且得到镁合金的最大应力和最大应变率分别为955 MPa和1.8×106 s－1.研究结果能够为深入分析飞秒激光与镁合金作用时材料变形参量的变化规律提供数值理论依据.

采用ABAQUS有限元仿真软件对激光加载L2铝板材高速成形进行数值模拟，研究了单脉冲激光冲击下成形的瞬态响应过程，获得了激光加载冲击成形过程中位移、速度、应变及应变率等特征量的变化特点.模拟表明，冲击后靶材中心区域发生明显塑性变形，变形截面呈锥形.高速成形过程中，金属板材首先发生振荡幅度非常大的快速弹性变形，其后进入减幅振荡直至静态，激光冲击成形时间在毫秒量级.板材不同节点的位移变化趋势相同，靠近中心区域位移大，边界区域位移小.成形中板材的中心区域速度最大达3 700 m/s，变形过程前2 μs内应变率急剧变化，最大达104~105 s－1量级.

研究了有限能量Airy光束在克尔介质中的非线性传输过程及整体自聚焦(特别是小尺度自聚焦)特性.研究发现相对于整体自聚焦，有限能量Airy光束主峰的小尺度自聚焦更容易发生，而且其噪音调制的增长速度随着截断系数的增加而变慢.通过对比研究不同截断系数小尺度自聚焦的增益谱，发现截断系数也极大地影响有限能量Airy光束的增益谱，截断系数越小Airy光束受噪音影响分裂的可能性就越大；对于较大的截断系数，有限能量Airy光束增益谱和由它主瓣拟合的高斯光束的增益谱越来越接近.研究结果对于有限能量Airy光束的潜在应用有一定的指导作用.

用Nd: YAG脉冲激光器产生的1.064 μm激光, 在空气环境下作用于金属Cu诱导产生等离子体, 采用ME5000改进型中阶梯光栅光谱仪获得了同一能量多次激光脉冲冲击下和不同能量激光脉冲冲击下的Cu等离子体发射光谱, 分析了谱线强度与多脉冲强激光诱导次数之间的关系变化, 实验表明: 随着激光作用次数的不断增加, 特征谱线相对强度都呈不断下降趋势, 尤其是第二次和第一次相比, 谱线强度下降幅度达58.87%; 随着激光脉冲能量的增加, 原子特征谱线的相对强度和半高全宽都迅速增强, 增强趋势呈指数函数变化。

利用高能Nd: YAG脉冲激光器产生的1.06 μm激光，在空气环境下作用于带有严重锈层的铁块诱导产生等离子体，利用改进型ME5000中阶梯光栅光谱仪获得激光冲击铁块等离子体特征发射谱线.实验结果表明，由于样品中包含部分杂质，需激光连续作用且能量到达一定要求，才能与铁作用激发原子谱线；激光分解杂质后，等离子体谱相对强度明显增强，比较首次激光作用和清洗过程中的光谱图，当563.40 nm波长处特征谱线强度增大443.11%时，锈蚀铁块已清洗干净，洗净率达99.84%；同时清洗过程中的谱线起伏度也明显降低.因此，分析首次激光作用和清洗中的光谱图，观察标线铁原子谱线分布及相对强度的变化，可以判断样品是否清洗干净.

根据树脂镜片在线检测的要求和特点, 提出一种基于机器视觉的在线疵病检测方法。针对不同尺寸的疵病, 设计了基于两级图像采集的在线检测系统, 完成对镜片疵病的检测。利用第一级图像采集系统检测部分疵病, 获得点杂质和气泡等疵病的详细特征, 同时可以获取划痕和羽毛的长度、位置和数量等信息和包含划痕或羽毛的敏感区域的位置, 并发送信号控制第二图像采集系统的工作。利用第二图像采集系统的传送带和一维导轨的移动对敏感区域定位, 检测划痕和羽毛的直径。本文设计的方法解决了系统成本高、检测速度慢、数据量大等技术问题, 满足在线检测的需要。实验表明：系统检测速度为每片 1.5 s; 与子孔径拼接技术相比, 数据量最少减少约 88%, 最多减少约 96%。

根据树脂镜片在线检测的要求和疵病尺寸的特点，提出一种基于两级图像采集的视觉在线检测方法。采用两级疵病图像采集系统，提高了图像的采集速度，减少数据量，从而提高图像处理速度。利用图像处理工具进行图像处理，根据疵病的填充度和位置等特征实现对疵病的快速识别，利用两级采集系统的不同精度实现对不同尺寸疵病的测量，根据识别和测量结果实现对镜片的分级。实验表明该方法可以满足镜片在线实时检测的要求，并且有很好的分级效果。

针对目前镜片生产过程中疵病人工检测的不足，根据镜片特点提出了一种镜片疵病类型识别的方法，并结合图像采集技术实现了镜片的自动化检测。系统获取图像后进行图像预处理，通过计算各疵病的面积、周长、直径等参数，根据不同疵病的外形特征，结合最小外接圆参数和划定的不同阈值进行运算区分，确定疵病类别。然后利用镜片各区的物理尺寸和每毫米像素数的值以及质心位置获得镜片各区的模板，并通过相并运算得出各区的不同类型疵病信息并以此确定镜片级别。结果表明：该方法可以准确识别出点、羽毛、划痕、气泡等镜片主要的疵病，精度达到0.03 mm，可使企业实现镜片的自动化检测、提高生产效率成为现实。

运用透射式太赫兹时域光谱技术提取可区分回波样品折射率, 主要依靠测得信号的相位差计算得到.具体有两种方法: 一是利用参考脉冲和太赫兹波第一次透过样品的脉冲信号, 二是利用太赫兹波第一次透过样品的脉冲信号和经样品内部反射两次后的第二个透射信号.实际操作中入射光束与样品表面法线存在夹角, 该夹角不易测量, 计算时通常忽略, 这会最终引起折射率的测量误差, 且该误差与选用的折射率提取方法有关.在分析两种方法因夹角引起误差的基础上, 提出一种全新的折射率修正方法, 该方法能从理论上消除夹角引起的误差, 同时实验验证了该方法的有效性.

论证了在三能级系统中经由受激拉曼绝热过程产生太赫兹, 分析了基本模型和泵浦激光与太赫兹产生相干的三能级的理论, 并应用在横向激励二氧化碳激光光学泵浦重水分子中, 可以产生波长为385 μm的太赫兹辐射.产生的太赫兹脉冲功率表现为蒸汽压的函数, 并得到了最高太赫兹功率.该技术提供了一种鲁棒性非常好的产生太赫兹的方法.