为改善高功率微波天线的性能，设计了一种新型X波段左手材料高功率微波天线罩，并对其进行了实验冷测研究。结果表明，加载一到四层左手材料天线罩均可在一定频率范围内汇聚波束和提高增益，其中加载一层左手材料天线罩时，天线增益提高最大，在频率为9.32 GHz时增益提高最大幅度约为9.64 dB。将实验结果与理论仿真进行对比发现，两者并没有吻合一致。分析了天线罩的功率容量，可以实现高功率微波的应用。

利用电润湿原理设计并实现了基于离子液体的变焦液体透镜。该透镜的聚焦电压与所使用的离子液体折光率直接相关，折光率越高，达到相同焦距所需的电压也越大。在相同情况下，与传统的盐水溶液变焦透镜相比，离子液体变焦透镜实现聚焦所需的电压更低。离子液体变焦透镜可以适应外界温度的剧烈变化，在高温条件下 (>80 oC)仍可正常运转，且其性能甚至更优。该透镜的变焦范围可从 5 cm至无穷远，而其能耗只有毫瓦量级。离子液体在红外区透光性良好，使得离子液体变焦透镜在红外成像上有广阔的应用前景。

对快速数值差分递推公式进行了改进，使之能够求解带有脉冲自陡峭项和脉冲内喇曼散射项的非线性薛定谔方程.通过与传统孤子解析结果及分步傅里叶方法数值结果的对比分析表明,快速数值差分递推改进算法是一种快速而准确的数值计算方法，它不仅能够同步考虑光学媒质中的群速色散作用和非线性克尔作用，而且将所有高阶非线性项对光脉冲传输的影响也考虑了进去.运用该算法模拟了由于光纤非线性效应和群速色散效应共同作用所产生的超宽连续谱现象，为光学媒质中一系列非线性现象的模拟提供了新的研究思路.

采用螺旋线和折叠线技术相结合的方法，设计了一种基于水介质高功率脉冲调制器。该调制器采用了两个开关，通过控制两个开关的导通时刻，可以在两个负载上得到脉冲长度相等的两个脉冲。对该种折叠型传输线的波过程进行了详细分析，给出了过渡段部分阻抗等参数对负载电压的影响；用Pspice电路软件对脉冲形成线的充电电压和二极管电压、电流进行了模拟；最后利用高压同轴电缆，对该种类型调制器进行了低压情况下的验证实验，实验结果与理论分析、模拟研究一致。此种类型的调制器具有结构紧凑、可同时输出两个脉冲的优点。

通过微扰理论求得非线性薛定谔方程(NLSE)的时域半解析解,在非线性效应增大的情况下提出了优化微扰方法(MPM),并在多跨距非线性光纤链路中与原微扰方法(PM)进行了对比仿真研究。研究结果表明,优化微扰方法在非线性效应增强的情况下精确度明显高于原微扰方法,同时又不失其半解析模型,为研究大功率长距离传输的光纤通信系统提供了新的方法。

基于模耦合理论，从长周期光纤光栅在外加轴向应变或环境温度变化时可能出现的弹性形变、弹光效应、热光效应、热膨胀效应及波导效应入手，推导了描述其轴向应变和温度灵敏度的一般性公式.利用数值方法研究了光栅周期、耦合模式的阶次、弹光系数及热光系数对灵敏度的影响.结果表明：在相同条件下，增大光栅周期将是提高灵敏度的有效手段之一；低次模较高次模的耦合具有更高的灵敏度；包层与芯区的弹光系数(热光系数)相等时，波长漂移量很小且与谐振波长值有简单的正比关系.

利用快速数值差分递推算法对非线性薛定谔方程进行推导分析,得到一个同时考虑群速色散效应、非线性效应以及偏振模色散效应的时域快速数值差分递推关系,并将该方法应用于研究偏振模色散作用下的光脉冲传输,得到的计算结果分别与解析结果和传统的分步傅里叶算法所得结果进行对比,表明这种快速数值差分递推算法拥有很高的计算准确度,并且物理模型更加合理,完全适合分析计算偏振模色散作用下的光脉冲传输问题.利用该方法研究了光脉冲的畸变以及脉冲展宽问题,获得的计算结果为光纤传输系统的设计提供了参考.

为了获得高质量的激光等离子体光谱,以土壤样品为靶,实验研究了不同制备条件下的样品对激光诱导等离子体辐射的影响。结果表明,随着制备样品所用压强从8MPa到20MPa的增加,样品密度增大,等离子体的发射光谱强度和信背比都逐渐提高。当分别用100#、360#、600#砂纸处理样品表面后,发现600#砂纸打磨样品可以获得更高质量的激光光谱。所以,样品制备条件是影响激光光谱质量的重要因素之一。

采用高能量钕玻璃激光器输出的单脉冲激光重复作用于土壤样品表面同一位置,利用光谱采集系统对序列激光脉冲作用下形成的等离子体发射光谱进行采集。实验结果显示:在熔穴孔径的约束作用下,激光诱导产生的土壤等离子体辐射不断增强,谱线强度和信背比都随着作用脉冲个数的增加有不同幅度的提高。通过采集等离子体像及熔穴形貌的图片, 对等离子体形状、激光诱导熔穴形貌以及激光烧蚀样品质量进行了研究,初步探究了激光诱导熔穴对等离子体辐射增强的内在机理。在序列激光脉冲作用下,所形成等离子体的体积先是逐渐增大,尾焰发生畸变,然后体积慢慢变小,并且颜色从浅黄色逐渐变为白色,意味着温度在不断升高。激光诱导熔穴的形状比较规则,从孔穴底部到顶部直径逐渐增大,基本成圆锥形。激光烧蚀样品质量随着脉冲个数的增加而递减。借助熔穴的约束作用、孔壁多次反射过程所产生的Fresnel(菲涅耳)吸收以及逆韧致辐射吸收提高了蒸发物质的原子化程度,增大了等离子体辐射强度。