采用有限时域差分（FDTD）法仿真了不同闪耀光栅结构上的银（Ag）薄膜模型。在633 nm的激发光下，闪耀光栅上周期为1/1200 mm、厚度为15 nm的Ag薄膜模型产生了较强的局域表面等离子体共振（LSPR）效应。利用机械刻划工艺和电子束蒸发镀膜工艺成功制备了这种Ag光栅薄膜，从而大幅降低了图案化电场增强薄膜的制备成本和难度。利用该电场增强Ag薄膜，基于表面增强拉曼散射（SERS），对亚甲基蓝染料进行检测，SERS信号强度增强，与FDTD仿真结果吻合。同时，基底不同位置处的主要特征峰强度的相对标准偏差（RSD）值都小于17%，薄膜表现出良好的均匀性和再现性。

微腔光频梳具有功耗低、可集成、梳齿间隔可调的特点，在各个领域都有广泛的应用。绝缘层上的硅（SOI）材料加工工艺与现有的互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺兼容，使其成为最具前景的光子平台之一。本文设计了一种截面为脊形的硅基微环谐振腔，研究了各个几何参数对微环谐振腔色散的影响；数值求解了微环谐振腔热动态方程，并分析了不同参数对微环谐振腔热动态效应的影响。数值求解了LLE（Lugiato-Lefever Equation）模型，由于SOI微腔光频梳理论研究大多忽略了热光效应，因此本文分析了在模型中引入热光效应项后对光频梳产生和演化的影响。数值结果表明，在温度变化范围为0~0.16 ℃条件下，时域上光场最大功率值增加了22%，频域上光频梳展宽了221 nm。最后对两种热光效应条件下光频梳输出频谱进行分析，结果表明，光频梳在热光效应温度变化范围为0~0.32 ℃的情况下，相较于0~0.16 ℃的情况，带宽展宽了353 nm。

基于延迟积分(Time Delay Integration, TDI)机制的长波红外热像仪在**、航空、航天领域应用广泛, 通过光学扫描, 能够同时实现大的成像视场和较高的空间分辨率。基于TDI机制的长波红外热像仪的探测器采用TDI工作模式。由于TDI与光学扫描之间匹配精度的问题, 在对景物成像时, 景物的边缘常常存在参差不齐的锯齿状现象, 影响目标提取和识别, 降低了图像的观感。分析了因扫描视场和光学视场不匹配导致景物图像产生锯齿的现象, 提出了一种将探测器上像元分布的空间物理间隔转换为时间延迟的锯齿消除方法。时间换空间的方法能有效消除景物图像锯齿, 真实还原小目标边缘的细节, 大大提升了图像的观感, 该方法已广泛应用于红外搜索跟踪(IRST)系统、红外光电系统等装备。

骨修复支架的成骨活性和力学性能对其使用效果至关重要。以具有良好力学性能的锌黄长石(Ca2ZnSi2O7，HT)为基体，以Mg掺杂的生物可降解介孔生物活性玻璃(MBG)为涂层，制备Mg-M/HT多孔复合支架。研究Mg掺杂对复合支架微观结构和成骨活性的影响。利用X射线衍射仪、透射电子显微镜和Fourier变换红外吸收光谱仪等手段对复合支架的物化性能进行表征。利用人骨髓间充质干细胞(hBMSCs)考察Mg掺杂对支架成骨活性的影响。结果表明：Mg掺杂虽然一定程度上降低了MBG的介孔有序度，但Mg-M/HT复合支架仍具有均匀有序的孔道结构。与MBG改性的HT生物支架(M/HT)相比，Mg-M/HT支架具有更高的细胞内黏着斑蛋白和整合素以及碱性磷酸酶、钙结节和骨钙素的表达量，表明Mg掺杂可促进M/HT支架的成骨细胞活性，在骨组织修复领域具有较好的应用潜力。

太赫兹时域光谱（THz-TDS）技术作为一种新兴的相干探测技术，其发展推动着安全检测和无损检测技术的进步与革新，对保护人们的生命健康、财产安全有着突出的贡献。为了获得更好的成像效果与探测灵敏度，就应在保证获取信号的信噪比符合要求的同时提高对太赫兹信号的探测速度。本文基于渐开线反射面光学延迟线装置，分析了光学延迟线外形参数，对延迟距离为71 mm、延迟时间为236.7 ps的模型进行了仿真。针对旋转反射镜轴心的偏心误差、平面反射镜的安装误差和旋转光学延迟线的出射光斑畸变三个方面进行了误差分析，并讨论了减小误差的方法。为该装置提升时间延迟、获得更加完整的太赫兹光谱，以及进一步提升THz-TDS系统的性能提供理论和仿真基础。

研制了一种基于光纤布拉格光栅（FBG）和非本征法布里-珀罗干涉仪（EFPI）的高精度井下长期在线温度压力监测系统。该系统通过EFPI的腔长变化监测压力，通过FBG的波长变化监测温度，同时实现对压力的温度补偿。标定结果表明，该系统的压力测量范围为0.1~42 MPa，压力灵敏度为203.8 nm/MPa，精度为±0.05%F.S（F.S表示满量程），压力分辨率达到0.0007 MPa。将该系统在胜利油田桩西某生产井进行了工程示范，实时监测井下温度和压力5个月。结果表明，该系统能反映油井生产状态，实现重要参数的在线监测，对提高油气采收率具有重要指导意义。

为了滤除高功率光纤激光器传能光纤包层中的剩余泵浦光、高阶模式激光、纤芯泄漏激光和反射光，提高高功率光纤激光器的光束质量和稳定性，基于自研国产双包层20 μm/ 400 μm传能光纤，以KHF₂溶液、玻璃蒙砂膏和HF为腐蚀剂，采用分段腐蚀工艺，并复合应用腐蚀剂，制备了带梯度结构的包层光滤除器。所制备的包层光滤除器在输入泵浦光功率为343 W时，输出功率只有2.22 W，功率衰减系数达21.9 dB。为了在真实应用场景下利用激光器输出端传能光纤包层获得高功率低数值孔径激光，采用自研19 μm/ 400 μm双包层掺镱光纤构建光纤激光系统，在1173 W激光输入时包层光滤除器可滤除208 W低数值孔径包层光，在无主动散热条件下滤除器运行温度稳定在45 ℃以下。基于国产传能光纤制备的包层光滤除器可满足高功率光纤激光器的应用要求，保证了高功率光纤激光器的高光束质量和稳定性。

昆虫飞行过程中,翅翼会出现扭转、弯曲、卷翘等交叠现象,各个翅翼间相互遮挡,导致传统光学测量无法直接分辨其飞行姿态。针对透明膜翅的相互遮挡问题,提出基于荧光偏振分像的三维数字图像相关方法,进行多翅翼结构的三维全场变形测量,解决翅翼遮挡的动态测量问题。根据偏振成像原理,采用反射镜、偏振镜与分光棱镜组合的分光光路,实现单个偏振相机测量单色翅翼的三维形貌;结合荧光散斑的光谱特征,在各个相互遮挡的翅翼上制作不同散斑荧光,利用带通滤波片分离各个翅翼上特定光谱的荧光散斑,实现多个翅翼的独立成像和同步测量。开展等厚度薄板相对面形貌、变形的测量实验,标定多个相互遮挡面的测量精度。测量昆虫(知了)翅翼交叠的不同形态,给出了任意相互遮挡翅翼的三维姿态,验证测量方法的可行性。