研发低功耗、微型化的电流传感器有利于实现电流状态的智能监测，在风力发电、智能电网以及电动汽车等领域有着潜在应用前景。提出一种基于回音壁模式微管腔的非接触式电流传感器。首先通过电弧放电法在薄壁石英管中制备了回音壁模式微管腔，模式谱稳定激发且规则，品质因子Q值达到3.45×10⁷。其次，在微管腔中填充Fe₃O₄纳米粒子磁流体并插入Cu丝，构建非接触式电流检测环境，当通入的电流强度发生改变时，与Fe₃O₄纳米粒子的相互作用引起微管腔的磁热效应，进而影响微管腔的折射率与体积。实验结果表明：测试电流从0增加到30 mA时，微管腔的谐振波长漂移了0.0973 nm，谐振波长的相对漂移量与电流的平方成线性关系，灵敏度达到10.811 nm/A²，探测极限达到2.936×10^-9 A²/nm。所设计的电流传感器具有结构简单、灵敏度高、探测极限低、体积小、不受电磁干扰影响等优势，为微腔在非接触式电流检测中的应用提供了新路径。

基于离轴积分腔输出光谱技术（OA-ICOS）设计并搭建一套近红外二氧化碳（CO₂）和甲烷（CH₄）传感系统，用于快速、实时和原位监测环境中的CH₄和CO₂。通过加入射频（RF）噪声源减少离轴积分腔输出光谱中的残余腔模式，从而提高了基于OA-ICOS的CH₄和CO₂传感系统的信噪比、精度和测量灵敏度。结果表明：加入RF噪声源后OA-ICOS系统的测量精度相对于无噪声源的系统提高了2.74倍。由Allan方差结果可知，在加入RF噪声源的OA-ICOS系统中，CO₂和CH₄的Allan方差值始终优于无噪声源的OA-ICOS系统，在1000 s时CO₂和CH₄的探测极限分别为0.55×10^-6和5.78×10^-9，相对于无噪声源的OA-ICOS系统探测极限至少提高了3倍。在5 s的平均时间下，加入RF噪声源的系统中CH₄和CO₂的噪声等效灵敏度分别为1.70×10^-9cm^-1·Hz^-1/2和1.07×10^-9cm^-1·Hz^-1/2。此外，对大气中CH₄和CO₂浓度水平进行了为期4 d的连续监测，以验证所发展的CH₄和CO₂传感器系统的稳定性和可靠性。

潜用光电设备是水下航行器重要的观察测量仪器, 潜望状态使用时受到波流场的流体动力作用。在波流场的作用下, 潜用光电设备将发生周期性弯曲和振动。严重时, 会影响设备的使用, 甚至会导致设备的损坏。对潜用光电设备在波流场中所受流体力进行了分析, 得到了其时域谱。再通过瞬态动力学有限元分析法, 对波流场作用下潜用光电设备的最大变形和应力响应进行了解算, 得到了最大变形和应力时域谱。仿真结果表明, 对于高频率的涡漩侧向力, 在瞬态加载条件下其力学响应比极大值静态加载要大得多。波流场作用下的力学响应分析对设备结构强度、使用评估等具有指导意义。

针对超高品质因子Q值光学微腔实验系统的光谱数据采集难题，设计了一款针对光学微腔的光谱信号采集系统。对光谱信号采集系统进行了基本功能验证，证明了系统的稳定性和实用性；分别测试了基于电弧放电法制备的光纤微球腔与基于超精密抛光法制备的氧化硅晶体微盘腔。采集了光纤微球腔和氧化硅晶体微盘腔的透射谱，并对其模式谱线进行追踪。结果表明：光纤微球腔的Q值达到2.26×10⁶，氧化硅晶体微盘腔的Q值达到10⁹；采集系统具有很好的消噪功能，模式谱线能长时间保持稳定。针对超高Q值光学微腔开发的光谱信号采集系统具有很高的可靠性，可用于微腔光子学系统以及后续微腔传感应用开发。

为了获得组合脉冲激光诱导等离子体光谱性能增强的物理机制, 基于FLASH程序模拟计算了预脉冲参数对组合脉冲激光诱导的铝等离子体参数时空分布的影响, 获得了在不同预脉冲波长和不同预主脉冲延时下产生的铝等离子体电子温度、电子密度和烧蚀质量的空间演化规律。结果表明, 在预主脉冲总能量相同的情况下, 随着预脉冲波长从0.266μm变化到1.064μm, 高温环境氦气等离子体羽辉的空间范围从0.7cm增大到3.0cm, 但组合脉冲对靶材的烧蚀效率严重下降, 而铝等离子体的最大电子温度保持稳定;此外, 组合脉冲的时间延迟低于100ns。该研究可为组合脉冲激光诱导击穿等离子体光谱增强技术提供理论参考。

针对波束扫描反射阵列天线在大角度扫描时增益下降及方向图恶化等问题, 提出通过馈源偏焦来改善反射阵列天线的扫描性能。采用方形贴片结构设计了一款工作在 X频段的反射阵列天线。研究馈源在 15 °,30 °,45 °扫描角的纵向偏焦以及 10 °,20 °和 30 °扫描角的横向偏焦对波束扫描反射阵列天线性能的影响。测试结果显示, 在扫描角度较小时, 横向偏焦引起波束指向的改变, 波束宽度变化不大。减小馈源纵向偏焦尺寸, 旁瓣电平减小, 中心频率处的增益提高, 尤其是在较大的扫描角度时效果更加明显, 有利于提高波束扫描反射阵列天线的大角度扫描能力。