针对目前光学图像识别准确率不高的问题，重点研究了基于小波空间特征谱熵的图像特征提取方法。该方法利用小波变换前后能量不变的原理，构造小波能量模式矩阵，对该矩阵进行奇异值分解，并求取奇异值的特征谱熵作为图像的特征。同时，还结合反向传播神经网络来进行图像识别。实验结果表明，所提出的图像特征提取方法能够获得较高的图像正确识别率，证明了该方法的有效性。

光学图像感染噪声是一种非常常见的现象，为了克服传统图像滤波方法不可避免带来的图像边缘模糊和奇异值影响，提出了一种基于阿尔法均值滤波算法和信息散度的图像自适应滤波算法。该算法充分利用了信息散度的特性和阿尔法均值滤波算法的优点，采用信息散度自适应的确定滤波窗口的加权系数值。实验结果表明，该算法可动态的确定滤波窗口内像素点的取值，具有较好的自适应性，同时与现有的中值滤波和均值滤波算法相比，对于受到高斯噪声、椒盐噪声以及混合噪声感染的图像，具有比较好的滤波效果，并可以很好地保护图像细节信息，具有提高图像清晰度的功能。

回顾了荧光检测系统的发展历史, 详细阐述了与半导体CMOS技术结合后荧光检测系统微型化的发展过程, 包括基于CMOS荧光传感芯片的直接式和间接式荧光检测系统。最后, 提出了一种新型的微型化单片集成CMOS荧光传感芯片, 为荧光检测系统的设计和应用提供了新思路。

基于一阶玻恩近似和光波的傍轴传播条件，解析推演获得杨氏双孔干涉光波通过准均匀介质散射的光谱强度表示式。利用散射势强度的傅里叶变换项为空间快变函数这一重要性质，进一步将散射光谱强度近似展开为仅包含散射势相关系数的傅里叶变换项叠加的形式。此外，还得到一组使得散射光谱强度保持恒定的介质散射势标度定律。该定律表明，当散射势相关系数的傅里叶变换项可分解为频谱分量与空间函数乘积的形式，且分解的频谱量与频率二次方的倒数成正比时，散射光谱将保持恒定，并与入射杨氏双孔的平面波光谱分布完全相同。以上研究开拓了干涉光波经介质散射的理论模型，为鬼成像探测、光学相干层析等工作提供了重要的理论依据。

从受激布里渊散射(SBS)耦合波理论出发，根据双包层光纤放大器中的受激布里渊散射阈值模型，理论仿真了信号带宽、纤芯直径、放大器增益对SBS阈值的影响，并从实验上研究了单频百纳秒脉冲信号在掺镱双包层光纤放大器中的受激布里渊散射现象。实验中输入脉冲信号重复频率1 Hz,脉宽200 ns，对不同的输入脉冲信号放大，前向放大脉冲在脉冲能量660 nJ、峰值功率3.3 W时出现畸变，产生后向SBS窄脉冲，达到了SBS阈值，实验计算的SBS阈值与理论分析结果基本一致。

利用掺镱双包层光纤放大器对百皮秒单脉冲(重复频率1 Hz)进行了放大实验，分析了其放大过程中自相位调制对脉冲时域和频域特性的影响.采用小芯径(纤芯直径6.5 μm)掺镱双包层光纤作为增益介质，研究了放大器中从小信号增益到增益深度饱和整个变化过程中自相位调制引起的频谱展宽效应，并分析了SPM引起的脉冲波形和频谱光强分布的变化.采用布喇格光纤光栅扫描方法观察了其光谱的变化，解决了单脉冲光谱不易测量的问题.结果表明: 区别于无源光纤中的自相位调制效应，随着抽运功率的增加，百皮秒脉冲放大过程中增益饱和效应和自相位调制效应的共同作用，使脉冲频谱分裂成不对称双峰结构，且光强分布先向短波后逐渐向长波集中.

研究了百皮秒脉冲在掺镱双包层光纤放大器(YDDCFA)中的放大特性及非线性效应。在1053 nm波段,分别对重复频率为70 MHz的准连续百皮秒信号和1 Hz的单脉冲百皮秒信号进行了放大。准连续脉冲输入信号平均功率为55 mW,谱宽为0.016 nm,饱和增益为7.02 dB,使用法布里-珀罗(F-P)干涉仪测量自相位调制(SPM)效应引起的信号光谱展宽为0.01 nm。单脉冲输入信号峰值功率为8.1 W,在输出峰值功率为6950 W、增益为29.3 dB时发生受激拉曼散射(SRS)效应,利用光纤布拉格光栅拉伸扫描的方法,观察到SPM和SRS效应引起的光谱变化,利用单模光纤的色散作用分离信号脉冲和斯托克斯脉冲,对SRS现象进行了判断,解决了单脉冲光谱不易观察的问题。实验结果表明,SRS效应是制约百皮秒脉冲放大的主要因素。

从实验上研究了掺镱(Yb)双包层光纤放大器中单频脉冲信号放大时,受激布里渊散射(SBS)引起的脉冲畸变现象。实验中采用的单频双包层光纤放大器光纤长度14 m,内包层直径130 μm,纤芯模场直径6.5 μm,在单频脉宽200 ns脉冲放大,且峰值功率3.3 W时观察到后向SBS脉冲,脉宽明显小于输入信号脉宽,分析了受激布里渊散射引起放大脉冲波形畸变的随机特性和功率特性,并采用自由光谱范围30 GHz的法布里-珀罗(F-P)扫描干涉仪验证了SBS频移。

By employing a simple model of describing three-level lasers, we have theoretically investigated the effect of photon lifetime on the output dynamics of Er-doped distributed feedback fibre lasers. And based on the theoretical analysis we have proposed a promising method to suppress self-pulsing behaviour in the fibre lasers.

提出并实验证实了一种刻写光栅时既能保护相位版又能对光栅的反射波长进行微调的方法.通过调整光纤和相位版之间的距离,利用1 550 nm单模光纤和掺铒分别实现了0.48 nm和2.2 nm的光栅反射波长的调节.在相位版和光纤之间的距离保持在3 mm的条件下,既可以保护相位版又可以获得高质量的光栅.