分析了多抖动算法的工作原理，通过波动光学原理以2-11路相干合成系统作为数学模型进行仿真模拟，引入了动态噪声模型，以总合成光束的均方根相位误差作为评价函数，分析了不同阵列规模下的相干合成系统中噪声频率以及噪声振幅对系统相位锁定效果的影响，当噪声频率或噪声振幅过大，超出算法补偿相位噪声的能力时，便会锁相失败。证明了增益系数与调制振幅存在一个最优区间且只有处于该区间内时，才能快速完成锁相。引入有效控制带宽概念，用以直观评价多抖动算法的锁相性能，研究表明，有效控制带宽与采样频率、第一路调制频率成正比例，与噪声振幅成反比例，且随着阵列规模增大，有效控制带宽降低。

从衍射光学元件的基本原理出发，围绕连续波和脉冲波两大应用领域，综述了国内外基于衍射光学元件实现共孔径相干合成的研究进展。在国内，上海光学精密机械研究所分别实现了连续光和脉冲光的合成，连续光实现了206 W的输出功率，光束质量1.38，合束效率29.6%；脉冲光实现了峰值功率1.02 kW，重复频率2.2 MHz的ns级脉冲相干合成光束，合束效率61%。在国外，连续光方面实现了5 kW量级的合成光输出，合束效率82%；脉冲光方面实现了平均功率150 mW，重复频率100 MHz的fs级脉冲相干合成光束，合束效率83.4%。最后对基于衍射光学元件的激光相干合成技术的未来发展做出了展望，相信在不久的将来，基于衍射光学元件的相干合成技术会不断发展，逐渐突破技术瓶颈，从而为更多的应用领域奠定坚实基础。

依托半导体生产线开发了基于MEMS微桥结构的微测辐射热计（micro-bolometer）器件，其中，使用化学气相沉积（CVD）技术开发了非晶硅（α-Si）薄膜工艺，并将其用作微测辐射热计器件的敏感层材料，该材料在1000 Å厚度下的膜厚均匀性可以控制在2%以内（1-sigma，within wafer），电阻均匀性可以控制在2%以内（1-sigma，within wafer），其室温下的电阻温度系数（TCR）可以达到−2.5%左右；采用先刻沟槽工艺技术开发了MEMS微桥结构的接触模块，以无支撑柱结构实现了其支撑和电连接结构；使用Ti/TiN薄金属薄膜作为电极层，并利用电极层图形实现该敏感层电阻器件的电连接和图形定义；开发了高性能敏感层电阻工艺技术，实现了对敏感层材料工艺损失和电极层侧面腐蚀的良好工艺控制。在完成微测辐射热计器件工艺开发后，对其进行了器件级测试和评估，结果表明：该器件室温电阻值在250 kΩ左右，且具有优异的欧姆接触特性；室温下器件级TCR在−2%左右，略低于非晶硅薄膜材料TCR的测试值；同时，对该器件进行的升温和降温测试结果表明，文中开发的敏感层材料没有滞回效应。最后，对该器件进行释放工艺处理形成悬空的MEMS微桥结构，经扫描电镜（SEM）和光学显微镜测试评估，其微桥表面呈现良好的平坦度和均匀性，能够很好地满足微测辐射热计及相应的非制冷红外探测器产品的技术需求。

横模不稳定效应已经逐渐成为引起高功率光纤激光光束质量急剧恶化并限制其输出功率进一步提升的首要瓶颈问题。基于全光纤化正向泵浦的窄线宽高功率放大平台，对大模场光纤激光器中的横模不稳定效应进行了一系列的探索研究。根据耦合模方程的计算结果，所用大模场光纤25/400 μm中LP₀₁、LP₁₁模之间的非线性耦合强度最大，这也直接诱导了横模不稳定效应的发生。为了抑制LP₁₁模在主放大级的产生和放大，通过弯曲限模这种可操作性强的模式滤波技术，将主放增益光纤的弯曲半径从6 cm缩小至5 cm的过程中，高功率光纤激光系统的横模不稳定阈值从1000 W量级提高到了1600 W量级，而且激光器的其他输出性能几乎没有受到影响。这为构建实际的窄线宽高功率全光纤化的激光系统提供了强有力的实验参照。