自由空间激光通信技术长期以来都是卫星通信和载荷技术领域的研究热点，具有大带宽、高速率等特点。高轨中继卫星是星间数据传输的骨干节点，随着激光通信技术的成熟，激光通信链路已成为国内外高轨中继卫星数据传输的可靠途径。对国内外高轨卫星激光中继链路的最新发展动态及其未来发展规划进行综述，该综述为我国建设空间激光信息网络提供参考。

基于菲涅耳标量衍射理论,推导了离焦状态下激光发射系统远场光斑分布的解析式,提出了一种基于相似度系数的采样间隔寻优法。用最佳采样间隔得到的数值仿真结果与解析计算结果的偏差小于0.04%。采用傅里叶变换法仿真了存在像差时的远场光斑分布情况,并分析了角位移、发散角、增益等关键参数对光场分布的影响。当激光波长为λ、指向允许偏差为3 μrad、中心增益裕量为3 dB时,基于公差分配理论得到离焦、倾斜、球差、慧差、像散的容差需分别小于等于0.36λ、0.07λ、0.43λ、0.13λ、0.5λ。

为研究1.06 μm、3.5 μm、10.6 μm三波长激光所受导弹推进剂尾烟干扰的差异程度, 建立开放式烟道测试系统。在烟道头部放置装填有典型导弹推进剂的缩比发动机, 点燃推进剂使之喷射并形成烟柱, 在烟道尾部烟柱直径方向设置激光发射和接收装置, 用以获取3波长的透过率。试验数据分析表明, 烟雾对激光的衰减与烟雾粒子半径有关, 在400 m烟道长度环境中, 10.6 μm激光透过率最高可达1.06 μm激光的104倍。该结果有益于激光制导**的改进和升级。

为了获得固体发烟剂烟雾对几种光学波段的衰减数据, 针对发烟剂的特定成分, 采用烟箱法对其产生的烟雾在可见光0.4 μm~1 μm宽波段、1.06 μm激光波段、10.6 μm激光波段和远红外8 μm~14 μm波段进行透过率测试, 获取3种干扰剂烟雾对不同波段的质量消光系数, 得到4种波段在不同浓度不同干扰剂下的3组透过率曲线。测试结果表明: 在4.8 m烟道上、发烟弹烟雾浓度<1.094 7 g/m3的条件下, 10.6 μm激光透过率较1.06 μm激光高出一倍; 红外热像仪的功用远优于硅CCD相机。

建立了激光二极管阵列(LDA)侧面泵浦棒状Nd:YAG增益介质时变热效应理论计算模型.采用有限元Ansys软件模拟分析了脉冲LDA侧面泵浦大能量固体激光器的时变热效应特性.研究结果表明,所研究的脉冲LDA侧面泵浦大能量Nd:YAG激光器热效应具有时变特性,介质横截面内中心点处的稳态温度场分布随时间呈锯齿形周期变化,锯齿形变化频率为LDA泵浦频率,脉冲LDA泵浦参数对介质稳态温度场分布有较大影响.分析和计算了介质内热梯度、应力双折射以及激光晶体端面效应等导致的晶体热透镜焦距.计算表明,介质的热焦距主要来源于介质内温度梯度引起的热透镜焦距.

为LDA侧面泵浦Nd∶YAG棒状固体激光器的优化设计、参数选取及后续试验提供了理论依据和参考,建立了环形侧面泵浦棒状介质泵浦光场分布数值计算模型，研究了LDA侧面泵浦固体Nd∶YAG激光器泵浦光场的分布特点。模拟分析了LDA的bar间距、玻璃管厚度、激光晶体半径等几个主要泵浦结构参数对泵浦光场分布的影响。通过对不同泵浦参数下泵浦光分布特性的数值计算，优化了LDA侧面泵浦固体激光器的泵浦结构参数，优化后的仿真结果表明：在泵浦距离为2 mm条件下，晶体直径为4 mm，玻璃管套筒厚度为1 mm，冷却水层厚度为1 mm时，泵浦光在晶体中心处强度相对值为40.8%，在晶体轴心附近分布比较均匀，且均匀分布区域相对较大。

提出了一种测量激光晶体热焦距的装置和方法，并以此设计和实现了一台采用平平腔结构激光二极管阵列侧面抽运Nd:YAG再生放大器。通过注入脉冲宽度为2 ns、中心波长为1064 nm、重复频率为300 Hz的300 pJ小信号种子光，实现了脉冲宽度为2 ns，单脉冲能量1.5 mJ的基横模激光输出。总放大倍数为5×106，输出能量稳定性为1.08%[方均根值(RMS)]，方波扭曲度为1.10。