利用软件仿真对光场传感器重建波前相位的能力进行了研究。研究采用FFT算法模拟波的传播和衍射效应,利用Zernike多项式模拟像差, 根据相应的光场映射及逆光场映射理论,进行波前重建。研究了前22项单阶像差的波前相位重建情况,选取其中初级像差和二级像差的 重建结果做了比较分析,并针对复合像差的波前重建做了多组仿真实验,比较了低阶复合像差和高阶复合像差的重建误差。结果表明: 无论是单阶像差还是复合像差,光场传感器都能够重建波前相位,并且对低阶像差的相位重建效果好于高阶像差。

基于非Kolmogorov湍流谱理论,建立了激光在非Kolmogorov谱湍流大气中 传输的数学物理模型,并在此基础上进行了数值仿真。结果表明湍流谱指数对激光传输特性及其相位补偿有重要影响。 在相同广义大气折射率结构常数条件下,湍流谱指数接近区间(3,4)两端时,激光远场光束质量较好;湍流谱指数趋向4时 自适应光学相位补偿效果较好。在广义大气相干长度相同的条件下,峰值Strehl比随湍流谱指数增加而增加。 针对归一化功率谱下激光传输特性进行了探讨,初步揭示了激光在非Kolmogorov湍流大气中的传输机理。

针对序列长脉冲激光,提出了衡量序列长脉冲激光热晕效应强度的热畸变参数,建立了序列长脉冲激光热晕效应的数值仿真模型,并进行了实验验证。对比分析后发现实验结果与仿真结果在光斑形态和大小方面具有较好的一致性,从而验证了序列长脉冲激光热晕效应的数学物理模型及仿真算法的可靠性。在此基础上,通过改变大气参数及发射系统参数进行大量的数值仿真,得出由序列长脉冲激光热晕效应引起的光斑扩展与热畸变参数的定量关系,即序列长脉冲激光热晕效应的定标规律。

热晕效应是高能激光大气传输最重要的非线性效应之一。利用激光大气传输四维仿真程序，针对高能固体脉冲激光大气传输的非线性热晕效应，采用常规自适应光学系统与随机并行梯度算法自适应光学系统对其相位补偿进行了数值模拟和分析。结果表明：当脉冲宽度1 ms，重复频率10 Hz，单脉冲发射功率500 kW时，常规自适应光学系统补偿效果较好；当脉冲发射功率增加或者重复频率增加时，随机并行梯度下降算法自适应光学系统补偿效果较好。

根据贝叶斯和Parseval定理，引入了频域内多帧湍流退化图像的近视解卷积复原算法。以大气湍流长曝光光学传递函数作为估计的光学传递函数。根据频域代价函数的特点，提出分步牛顿法求解代价函数。本算法能够处理未匹配的多帧图像，并能获得理想的复原图像。计算机仿真多帧湍流退化图像的复原结果表明：即使多帧图像未匹配，在不同湍流强度和不同噪声情况下算法仍能复原出好的图像效果。

激光在大气中长距离传输时，即使湍流很弱也会产生强湍流效应。在强湍流效应中，一个重要的问题就是光波的相位不再是连续的，相位不连续性问题会引起现有的自适应光学校正能力的降低。介绍了相位不连续点产生的机理和基本性质，阐述了激光大气传输相位不连续性问题近年来的研究进展，为激光大气传输及自适应光学校正技术研究工作的更好开展提供了参考。

对典型战斗机在 3～5 μm波段范围内的红外辐射强度空间分布进行了数值计算, 研究了红外搜索跟踪系统对目标的探测距离计算方法, 考虑了大气透过率的影响, 并分析了采用低发射率材料后战斗机的隐身效果。红外辐射特征的计算采用自开发软件 NUAA-IR进行, 探测距离的计算通过自编程完成, 计算结果表明采用低发射率材料后战斗机在 3～5 μm波段机身正后向小角度范围内的红外辐射特征降低的量值比较大, 3～5 μm波段的红外搜索跟踪系统对战斗机正后向小角度范围内的探测距离明显减小。采用低发射率材料后, 红外隐身效果提高了。

提出了一种基于加速阻尼Richardson-Lucy(ADRL)算法的湍流退化图像盲复原方法，称为ADRL-IBD方法。在阻尼Richardson-Lucy算法的基础上，引入二阶矢量外推加速技术对其进行加速，形成ADRL算法，并将该算法应用到迭代盲目反卷积（IBD）算法中。使用长曝光大气湍流光学传递函数的物理模型或根据观测图像来获取初始的点扩展函数（PSF），利用阈值分割技术获取图像目标的可靠支持域，在每一次迭代中，对图像施加支持域约束。模拟图像和实际湍流退化图像复原结果表明，基于Richardson-Lucy算法的IBD算法要优于基于Wiener滤波的IBD算法，并且ADRL-IBD算法具有较强的抗噪性，与RL-IBD算法相比，收敛速度更快，复原结果更好。

采用自主开发的材料体系对5CrMnMo钢堆焊层表面进行了激光合金化处理。研究了堆焊层激光合金化处理后的组织和显微硬度。在优化的工艺参数下，获得了表面光洁、与基材形成良好冶金结合的强化层。合金化层平均硬度HV750。应用于热锻模具，斯太尔曲轴切边模寿命提高了60%。研究与生产应用表明，激光制备的原位合成颗粒增强表层微观结构和激光合金化层堆焊层5CrMnMo钢基材形成连续的宏观梯度组织结构，是模具服役寿命提高的关键因素。

随机并行梯度下降算法(SPGD)是近年来广泛发展的一种无模型优化控制算法,它具有速度快、无需信标光等优点, 得以运用于自适应光学系统中。利用相位屏法数值模拟激光大气传输过程,以61单元变形镜为校正器,采用SPGD算法 对激光大气传输湍流效应进行了初步校正研究,研究表明：SPGD算法可以用在自适应光学系统中用于校正激光大 气传输湍流效应引起的畸变,且不同参数如扰动幅度值、增益系数的选取对校正效果有一定影响,文中给出了不 同传输情况下的仿真计算结果。