利用无狭缝光谱仪获得了一次人工触发闪电过程的发射光谱, 其时间分辨率为20 μs, 同时获得了通道底部电流强度, 对不同电流强度下闪电光谱的辐射特性进行了分析。根据谱线持续时间将谱线分为三类, 结合谱线激发能以及通道电流变化对影响谱线持续时间的原因展开了研究。对光谱总强度随时间的变化规律进行了分析, 对闪电光谱短波段与长波段连续背景辐射的不同机制进行了分析, 给出了两种辐射机制对连续背景辐射衰减的影响。

利用无狭缝光谱仪获得了一次空中触发闪电过程中400～660 nm的发射光谱, 对空中触发闪电小回击和上行正先导通道的发射光谱进行了分析, 讨论了人工触发闪电导线通道与空气通道光谱的差异, 发现导线段通道光谱持续了约140 ms, 而空气段通道仅持续了0.167 ms; 结合Fe, N, O等元素的电离能、 激发能, 给出了导线通道亮度强、 持续时间长的原因。 在电流强度相同的情况下, 人工触发闪电通道的导线段有更多的粒子被激发, 能产生更多的光谱辐射, 导线段通道的亮度远强于空气段, 导线段通道的光谱强度也远强于空气段; 在随后的等离子体通道消散阶段导线段闪电通道的复合反应持续时间也更长。 通过对小回击以及上行正先导导线通道上部、 下部空气段光谱结构以及通道温度等参数与广东地区自然闪电特征谱线及温度等参数的比较, 发现小回击通道光谱主要由NⅡ离子低激发态之间的跃迁组成, 具有NⅡ 444.7 nm, NⅡ 517.9 nm, NⅡ 616.8 nm等广东地区一般强度自然闪电的特征谱线。 上行正先导下部空气段通道具有高激发能的谱线开始消失, 出现了Hα, Hβ, OⅠ 615.8 nm等激发能较低的谱线, 具有闪电回击后期的光谱结构。 小回击通道以及上行正先导通道下部空气段温度分别为21 000和20 000 K, 通道温度低于自然闪电温度。

用无狭缝光谱仪获得了广东地区一次人工触发闪电首次回击过程的发射光谱, 同时测量了回击电流峰值为183 kA, 回击持续时间为45 ms。 发现导线部分通道的发射谱线中存在4075, 4190, 4253和5179 nm等激发能比较高的谱线, 具有强闪电通道发射光谱的谱线结构, 空气部分则具有弱闪电通道的谱线结构; 导线部分与空气部分的基本谱线的相对强度差别较小, 强闪电特征谱线相对强度相差非常大。 通过对导线部分与空气部分谱线激发能等参数的分析, 发现回击开始时, 导线部分先导通道还未完全消失, 回击脉冲电流对先导闪电通道等离子体进行了进一步激发, 增加了等离子体的温度和密度, 使得导线部分具有较高激发能的谱线被完全激发, 相对于空气部分4075, 4190, 4253和5179 nm等谱线的强度有较大程度的增加, 造成导线部分通道与空气通道两种不同的光谱结构。 通过光谱分析, 获得了闪电通道不同部分的温度、 电子密度等参数, 发现导线部分通道的辐射特性不同于空气通道是导线部分通道发光亮度与电流相关性较差的原因。

介绍了单边带调制微波毫米波生成技术研究的背景及意义, 综述了几种主要的单边带调制微波毫米波生成技术方案, 包括移相法、滤波法、非线性效应法, 以及在此基础上的改进方法, 如应用于ROF系统中基于谐波抑制的新型单边带调制方案、应用超窄双传输峰光纤光栅实现光学单边带调制等。还介绍了两种新型单边带调制生成微波毫米波技术, 包括基于极性反转电光调制器的单边带调制技术以及新型光学注入锁定单边带调制实验系统

利用硅光电二极管探测器，对2008年夏季广东省从化地区和北京昌平地区的自然闪电光辐射信号进行了观测研究，并对获得的312个观测数据进行了统计。得到如下结果：光辐射脉冲峰值为［10.97(555)±12.46］ mW/cm2，10%~90%光脉冲前沿为［1.14(0.44)±2.02］ ms，50%~50%光脉冲宽为［1.44(049)±2.07］ ms，一次闪电包含的光脉冲数为［3.78(3.00)±2.30］个；将统计结果与FORTE卫星上的硅光电二极管载荷的探测结果进行了对比，光脉冲峰值要大1~2个量级，脉冲宽度要小，符合对闪电光辐射信号传播的物理过程分析。

介绍了光学生成毫米波技术研究的背景及意义。综述了几种主流的毫米波光学产生技术，主要包括直接调制法、外部调制法、光外差法，以及在此基础上的改进方法：如改进的双边带调制产生光毫米波方案，新型双均匀光栅结构产生毫米波的方法等。并介绍了2种新型光学生成毫米波方法，包括采用光纤光栅滤波器获得具有一定间隔双波长成分的光脉冲光谱实现毫米波副载波光信号产生的方法以及光学倍乘法。

通过测量自然闪电条件下埋地电缆的雷电感应过电压, 探讨了不同类型电缆屏蔽层对芯线上感应过电压的影响。结果表明: 电缆屏蔽层具有明显降低雷电感应过电压的作用; 对同一次自然闪电, 相对于电源电缆, 控制电缆和信号电缆上感应电压脉冲波形峰峰值分别为65%和26%。在选取的起始脉冲时间段内, 电缆感应过电压正、负峰值的绝对值同时增大或减小, 具有一定的对应关系。钢带屏蔽层能够有效抑制控制电缆感应过电压400 kHz～1 MHz的频率分量, 铜编织带屏蔽层对信号电缆感应过电压50 kHz以下频率分量的削弱效果明显。总体来看, 铜编织带比钢带具有更好的屏蔽效果。

通过对传统数字滤波和Birge-Massart小波阈值法的比较,对闪电瞬态电场信号进行了去噪研究.构建了双指数衰减脉冲信号并在其上叠加了高斯白噪声信号来仿真闪电瞬态电场实测波形,通过计算去噪前后信号的均方误差和幅值误差,比较了加权平滑滤波、FIR数字低通滤波器和小波阈值法的去噪效果,从处理仿真波形和实测波形结果可以发现,小波阈值去噪方法明显优于另外两种传统滤波方法.通过比较仿真信号由不同小波分解层数去噪结果的均方误差和幅值误差,确定在对闪电电场实测信号的去噪过程中,小波系数分解层数应选5～7.

利用宽带电场仪和光学纹波探头,对2006年夏季广东省从化地区发生的自然闪电的光电信号进行了同步观测,并对结果进行了统计分析.统计结果表明:闪电光信号脉冲的发生时间和峰值到达时间总是滞后于电信号,并且脉冲上升沿和宽度也比电信号宽;云闪的光信号在上述特征参数的滞后量、上升沿时间和脉宽时间差要比地闪回击放电大.从闪电光电信号时域信号特征的角度,利用BP人工神经网络,对闪电类型进行了模式识别研究.总体识别结果基本上能够满足要求,但是由于云闪放电过程比较复杂,获得的数据较少,所以对云闪识别的效果并不理想.

2005年夏季在山东滨州进行了以人工引发雷电为主的综合观测实验,在负电场环境下,成功引发雷电5次,其中传统引发方式3次,空中引发方式2次.详细分析了双向先导小回击过程和箭式先导回击过程的垂直电场变化特征.结果表明:2次空中引发雷电的双向先导发展过程在地面60 m处产生的电场变化为4.70～14.60 kV/m,呈负向变化;在550 m处为0.11～0.16 kV/m,呈正向变化.利用60 m处的先导电场变化,估算双向先导电荷线密度分布的斜率为(1.2～3.8)×10-7 C·m-2.箭式先导回击电场变化波形呈不对称V形,V形的底部对应先导的结束和回击的开始.60和550 m处的箭式先导电场几何平均值分别为17 80和1.20 kV·m-1.随水平距离的增加,箭式先导电场以水平距离的-1.18次方衰减.