激光在气体介质中传输时，气体吸收激光能量导致折射率变化，形成气体热效应，降低光束质量。针对这一问题，介绍了光‐流‐热耦合效应理论，建立了椭圆形高斯激光束的合束传输热耦合效应仿真模型。通过数值仿真分析了长方体封闭空间中由激光加热诱导的自然对流现象及流场对光束传输影响的变化过程，研究了热效应的影响因素。结果表明，气体对激光能量的吸收会导致光轴偏转，光束质量下降，远场光斑形态发生改变；封闭空间内热效应自然对流导致的光束质量下降呈先增加再减少后稳定的趋势；通过改善介质吸收和流场分布，可以有效改善气体热效应对光束质量的不利影响；合束过程中的流场分布和光束质量变化比单束光路情况下复杂。

通过提取光散射信号中颗粒粒径和属性的非线性特征向量,利用广义神经网络(GRNN)同时解析颗粒粒径和识别属性。采用经验模态分解(EMD)方法分解颗粒物的光散射信号,提取三维能量分布,计算3种相同粒径不同属性颗粒的样本熵,发现样本熵能够反映颗粒的属性;为了消除粒径和属性对散射的影响,对散射信号进行Hilbert变换,提取时频域特征,与样本熵结合组成高维特征集,通过局部线性嵌入(LLE)算法将特征集归为6个特征向量,作为广义神经网络的输入层,解析粒径和识别属性;采用粒径为0.11 μm的二氧化硅颗粒、2 μm和4 μm的聚苯乙烯小球进行实验,结果表明,粒径解析和属性识别的正确率均在90%以上。

提出了一种分步式制备端泵浦型光纤合束器的新方法。采用模具、热缩管、细丝对合束光纤进行规则合束与固定，合束后的输入光纤束在拉锥前无须扭转，可形成一整根光纤的形态，从而能够与商业切割刀、熔接机等设备兼容。采取此方法得到的7×1型光纤合束器的耐受功率大于1 400 W，泵浦耦合损耗低于0.1 dB。测试和分析了封装后合束器的温度分布，光纤聚合物层温升较大，其限制了合束器耐受功率的提升。

理论分析了纤芯错位对激光输出功率及光束质量的影响,研究表明,纤芯错位后纤芯中的各个模式均有一定的功率衰耗,且基模总会向高阶模耦合,导致光束质量下降。采用20/400 μm的双包层掺镱光纤,搭建了高功率全光纤激光振荡系统,实验研究了谐振腔外纤芯错位、谐振腔内纤芯错位以及谐振腔内和谐振腔外纤芯同时错位几种不同的情况对输出激光性能的影响,结果表明,谐振腔内纤芯错位和谐振腔外纤芯错位都会造成激光器性能的下降,但谐振腔内纤芯错位将导致激光器功率明显下降,而谐振腔内和谐振腔外同时错位会导致激光器光束质量急剧下降。

从朗伯余弦定律出发，理论推导了漫透射屏后接收面上任意点光强与入射光强的关系。结合漫透射屏在功率监测仪中的应用，通过数值仿真计算，理论上概括了单层和多层漫透射屏对入射光束光强分布的影响规律。数值计算表明：当入射光束半径、漫透射屏与接收屏的距离满足二者之比小于或等于0.3时，入射光束的光强分布、光束口径对接收面上光强归一化分布的影响可以忽略，且接收面上光强的归一化分布主要取决于漫透射屏与接收屏的距离，而与多层漫透射屏的排列方式、层数等参数基本无关，此结论得到了实验的证明。

介绍了发光二极管(LED)的发展简史。提出可能影响LED可靠性的几种因素，主要有封装中的散热问题和LED本身材料缺陷。对于LED可靠性，主要方法是通过测试其寿命来分析其可靠性，一般采取加速实验的方法来测试推导LED寿命。介绍了根据加速应力(主要分为单一加速应力和复合加速应力2种)评价LED寿命的测试方法。在不同加速试验应力条件下测试了大功率LED可靠性，并建立了LED寿命的几种数学模型。最后根据具体实例，通过选择加速应力和试验方法，给出具体推导LED寿命的数学公式。

为了对MEMS器件的3D形貌、垂向位移与形变、共振频率等特性进行精确的非接触式的测量,研制了一种基于激光频闪法的MEMS动静态测试系统.该系统以改进了的泰曼干涉仪为核心,采用激光照明,结合五步相移算法,获得MEMS器件静态表面的3D形貌图.使激光频闪的频率与MEMS器件驱动信号源频率一致可以获得相对"冻结"不变的3D形貌.改变频闪激光相对于MEMS器件驱动信号源的相对相位延时,可以获得周期内的MEMS器件离面运动轨迹等参数.本文设计并实现了与该系统配套的数据处理软件.该系统对于离面运动的测量精度可达1nm,最高测试频率可达500kHz.通过对可变形反射镜的测试验证了该系统的可靠性与通用性.