为了研究碱金属蒸气电离对半导体抽运碱金属激光器(DPAL)定标放大的影响, 采用适宜于短脉冲激光抽运源的光电流法来测量碱金属蒸气电离度, 并开展了铯蒸气电离度同激光抽运功率密度、碱金属池温度、抽运激光器重复频率之间关系的实验研究。结果表明, 在不考虑热效应的情况下, 即使抽运激光的功率密度高达3×108W/cm2、碱金属池温度150℃、氦气缓冲气压力9.33×104Pa条件下, 铯蒸气的电离度也仅仅达到1%左右; 在碱金属池温度从122℃升高至163℃的过程中, 相对于铯蒸气粒子数密度的显著增大, 铯蒸气电离度的变化非常小。该研究结果对于铯DPAL通过增加抽运激光功率密度和提高碱金属池温度进行定标放大具有非常积极的意义。

为了实现对案件现场常见食品包装纸的快速分类及认定，提出一种基于X射线荧光光谱（XRF）结合深度学习算法的食品包装纸可视化检验方法。首先，采用XRF检验44个不同来源的食品包装纸样本中的无机元素，并根据主要构成元素的含量，对其进行人工分类和系统聚类分析。其次，分别使用主成分分析和t分布随机邻域嵌入两种降维算法处理数据以检验聚类效果，并实现数据分类可视化。最后，随机选取80%的样本作为训练集构建人工神经网络，并进行相关实验。实验结果表明，所提方法在测试集上的分类正确率为88.9%，可以为未来公安业务实际应用提供参考。

实现了对射流式氧发生器的三维仿真模拟, 给出了氧发生器内部流场结构、各组分的分布状态等信息。研究了射流孔结构对氧发生器性能的影响。指出即便是具有相同比表面积的不同射流孔排布方式, 也会对发生器性能产生影响。此外, 逆向射流式氧发生器反应器中气体从双侧进入对于减小发生器对气体的阻力具有重要作用。

利用超音速喷管实现化学氧碘激光器（COIL）内流场的加速降温，进而使增益有量级上的提升是激光器研究中的重大进展。但超音速内流场中存在着复杂的三维结构，流场结构与光束质量的关联机制是设计相关气动部件的重要判据。为此，采用了包含流场化学场、光场和热结构计算模块的全耦合仿真平台，数值解析了在不同流场条件下的出光性能，重点分析了内流场中不同方向上激波对近场输出光斑的影响及相互关系，从而确定了相关气动部件的优化设计方式。改善后的光束近场均匀性（F因子）提高了45%。

超音速化学氧碘激光器(SCOIL)是一个集气体流动过程、化学反应过程和光学过程相互耦合的复杂系统。在激光能量提取过程中，光能的输出会导致流动增益介质各组分浓度及气动特性的改变。利用计算流体力学软件耦合傍轴波动方程求解程序，实现了三维Navier-Stokes流场控制方程与波动光学方程的全三维耦合计算，研究了出光过程中超音速流场及化学反应过程的变化。结果表明，此计算方法有效解析了能量提取过程对激光器流场、化学场诸参量的动态影响，光能提取过程促使气流中的单重态氧不断地提供抽运能量而被更快地消耗；在不同的提取效率下，腔内温度在光能提取前后的变化情况不同。

针对超音速化学氧碘激光器，实现了包含化学反应的超音速流场和光场的耦合仿真。完善了流体力学计算与波动光学计算的耦合方法，解决了耦合计算中各物理参量有效传递及收敛判据选取等问题，根据具体的激光器参数,完成了耦合仿真。耦合计算体现了腔内光场与包含化学反应的超音速流场相互作用的机制，能够反映出有源腔中振荡光场的衍射和光能提取对流场所带来的影响，计算结果包含激光器流动过程、化学过程及光学过程的诸多工作参量。

光学加密技术作为一种新的加密手段，近年来得到了快速发展，成为现代加密技术的重要研究内容之一。简要概括光学加密技术的产生和发展过程。就影响较大的几种光学加密技术，如双随机相位编码方法、基于分数傅里叶变换的加密方法、基于菲涅耳变换的加密方法、基于联合变换相关器的加密系统、利用离轴数字全息的加密系统和利用相移干涉技术的加密系统以及基于相位恢复算法的加密技术等作了分类评述和讨论。介绍各种加密方案的技术特点和实现方法，讨论实际应用中尚存在的问题，并对其应用前景作了进一步阐述。

分析总结了基于JTC的光学加密系统密钥设计问题,提出了采用模糊控制迭代算法来代替G-S算法生成密钥,并与利用G-S算法和平滑修正法所得密钥进行了对比.理论计算和计算机模拟实验结果显示,模糊控制迭代算法的迭代结果其振幅均方误差为0.69%,振幅不均匀度为1.01%.采用模糊控制迭代算法生成的密钥解密质量优于G-S算法和平滑修正法.

在光束整形衍射光学元件的设计中,为同时减小输出光束的均方根误差和顶部不均匀度值,提出了模糊控制迭代算法(IAFC)。在盖师贝格撒克斯通(Gerchberg-Saxton,G-S)算法的基础上,提出了平滑修正法,可有效改善输出光束的顶部均匀度,但却增大了均方根误差值。模糊控制迭代算法依据模糊控制理论,通过有效结合盖师贝格撒克斯通算法和平滑修正法来同时降低均方根误差和顶部不均匀度值。计算机设计的结果表明,利用模糊控制迭代算法可以得到非常理想的输出光束,其均方根误差和顶部不均匀度值分别为0.75%和 0.46%,能量转换效率可达94.91%。为光束整形衍射光学元件的设计提供了一种有效的新算法。