为了实现全息图的快速计算,提出了一种基于OptiX光线跟踪引擎和NVIDIA图形处理器(GPU)的光线跟踪全息图生成算法。该算法充分利用了GPU中的硬件光线跟踪核心,可有效提高全息图的计算速度。当组成三维模型的多边形数量为1.6万个,物点数量为4万个时,该光线跟踪全息图生成算法的计算速度约为基于GPU的点源全息图生成算法的11.5倍。

为在激光显示中实现白场色温的实时控制,根据CIE1931和CIE1964标准色度系统计算了激光显示三基色光源(R 638 nm,G 520/532 nm,B 450 nm)形成5500~7500 K色温的混合白光时的光功率配比,探讨了三基色光源的光功率比例、中心波长以及光谱宽度对混合白光色温、色品坐标和光通量的影响。设计了基于AS73211颜色传感器的实时光反馈色温控制系统,并在模拟激光显示装置中于5500~7500 K范围内实现了误差小于±50 K的色温控制精度。

：可调谐空间光学衰减器在各类光电系统中具有广泛的应用前景。基于法布里-珀罗多光束干涉原理，创新性地设计了一种适用于相干光束的可调谐空间光学衰减器，该衰减器选取在红外波段具有较高折射率的硒化锌晶体作为材料，结合温度控制系统，实现光功率的调谐。采用Nd:YAG激光器作为光源，对该衰减器的性能进行测量，其调谐范围可以达到3 dB。理论分析表明，相对于热膨胀系数，硒化锌材料的热光系数是决定衰减器性能的关键参量。此外，通过在硒化锌光学平板前后表面镀高反膜，可进一步提高调谐范围。

针对连续脉冲编码解码技术在分布式光纤喇曼温度传感器应用中出现被测光纤非线性峰值阀值光功率变低、编码过程较复杂等问题，提出了一种将光脉冲码均匀分布在整条被测光纤的单工循环编码解码技术和应用方案，并在27 km单模系统中与传统单脉冲技术系统做了对比实验.结果表明：相比连续编码解码技术, 单工循环编码解码技术不仅保持了编码解码技术相对于传统单脉冲技术的信噪比改善能力，而且有效地提高了光纤的非线性峰值阀值光功率.在编码时只需循环发送一组码，就可使系统的信噪比和测量距离获得极大的提高.采用211位循环编码解码技术的多模系统经16万次重复测量后，可在25 km处获得±1.5℃的温度不确定度，空间分辨率为3 m.

为了提高脉冲放大系统模型的光光转换效率，采用建模及仿真的方法研究了双程脉冲放大模型的输出特性，得到了得到双程脉冲放大系统输出功率与抽运功率的关系、输出单脉冲能量与脉冲的重复频率的关系，以及双程放大系统转换效率与重复频率的关系。结果表明，在重复频率为40kHz时，仿真得到该脉冲激光放大模型的光光转换效率达到了29.1%。该双程脉冲放大模型有效地提高了能量转换效率。

在灯泵Ce:Nd:YAG双掺晶体水冷激光器中，用高损伤阈值的新型电光晶体硅酸镓镧（La3 Ga5SiO14）作为Q开关，采用场效应管快速Q开关驱动电路，实现了20 Hz脉冲重复频率的稳定1.064 μm基频激光输出，在基频激光腔外设计了光参变激光谐振腔，用KTP晶体进行光参变转换，基于Ⅱ类非临界相位匹配条件，实现了1.57 μm人眼安全激光输出。研究了YAG晶体棒安装应力对1.57 μm输出的影响，发现由应力引起的双折射效应可使光参变转换效率严重降低，分析了效率降低的原因，给出了等效应力与光参变转换效率的关系曲线，测试得到所设计激光器的光参变转换效率最高点，在20 Hz脉冲重复频率下，当1.064 μm激光脉冲能量为220 mJ时，1.57 μm激光脉冲能量为109.3 mJ，最高达到了近50%的光参变转换效率，脉冲宽度为4.3 ns，束散角为8.1 mrad，此时电抽运注入为11.3 J，总电光效率为0.96%，进一步增大1.064 μm激光能量时，光参变转换效率会缓慢下降。激光器输出稳定性优于5%，结构紧凑，通过了温度、振动、冲击等主要环境试验技术指标考核，实现了工程化应用。

针对光纤激光相干组束方式对于相干合成效率的重要影响，文章对填充因子如何影响相干合成效果进行了深入的理论计算和仿真分析。同时，考虑相干合成中各路光束光轴之间无法避免指向误差，因此又详细计算和仿真了光轴倾斜度对于相干效率的影响。基于此探索性地提出了复合离轴扩束聚焦的组束方案，建立了理论模型，得出了焦距、束腰、峰值功率之间的内在联系。并且与平行组束方案进行了对比和分析，讨论了各自的优缺点，可以为后续的试验研究提供有力的理论支撑。

演绎了新式步长设置的极坐标系傍轴有限差分光束传播法(FD-BPM)理论,提出一种变换极坐标系FD-BPM思想,使精度更高,计算和分析更简便。基于这些工作,对严格圆弧形二维波导的传输特性进行了综合分析,指出光波在具有相同物理特性、不同曲率半径的波导中传输时,其导模能量与输入能量的比值存在一个极限值,不同波长的光在相同物理结构的波导中传输时,短波比长波更易于形成稳定的导模且损耗小。对S形和C形弯曲的波导计算分析发现:切变损耗的存在使S形波导比相同参数的C形波导导光性能更差,但随着曲率半径的增大,这一差距逐渐缩小,同时指出了不同曲率半径的波导相互连接呈S形或C形时的一些传输规律。对透明边界条件(TBC)对于极坐标FD-BPM的适用性做了分析讨论,认为TBC在应用傍轴极坐标系FD-BPM分析严格圆弧形二维波导时是普遍适用的,不存在反射干扰。

鉴于多普勒测风激光雷达在航空航天、遥感遥测、气象观测等**及民用领域中的广泛应用，结合相干探测工作原理，介绍了国外几种典型波段相干多普勒测风激光雷达系统，重点分析了激光发射机/接收机、空间扫描、数据处理等关键技术，并对相干多普勒激光雷达的广阔应用前景进行了展望。指出国内相干多普勒测风激光雷达研究已取得的一些重要进展。