与可见光区（400~700 nm）和近红外一区（NIR-I，700~900 nm）荧光成像（FL）相比，近红外二区（NIR-II，1000~1700 nm）荧光成像具有更深的穿透深度、更高的信噪比。开发亮度高、吸收/发射波长长、生物相容性好的NIR-II荧光探针一直是NIR-II荧光成像领域的一个重要研究方向。有机NIR-II荧光探针以其优异的生物相容性和良好的药代动力学特性而备受关注。本文从红移吸收/发射波长、提高荧光量子产率/摩尔吸光系数、改善生物相容性等角度系统总结了近年来花菁类染料、D-A-D小分子、聚合物点等有机NIR-II荧光探针的研究进展，重点介绍了具有代表性的荧光探针在活体NIR-II荧光成像中的应用，最后讨论了有机NIR-II荧光探针迈向临床应用面临的潜在挑战。

无标记光学成像以非侵入性的特点，能够对生物活体细胞进行长时程、无损伤的高分辨观测，在生物医学和临床诊断上有着巨大的前景。无标记成像技术可以分为特异性成像和非特异性成像两类，主要概述目前常用的无标记成像技术。详细介绍了各种无标记成像技术的成像原理、优缺点和最新研究进展。最后，对无标记光学成像未来的发展进行展望。

光学成像以其非侵入性的特点被广泛应用于生物医学、物理和化学等领域。通过对光场时域和空域参数的调控,可以有效调制光的时序、波前、振幅、相位、色散等特性,从而获得具有高时空分辨率的光学图像。以光场调控原理为主线,综述近年来高时空分辨成像技术的研究进展。

研究了不同厚度周期极化铌酸锂晶体(PPLN)对掺铒飞秒光纤激光器倍频特性的影响。基于非线性偏振旋转锁模原理和啁啾脉冲放大技术,在1560 nm波段实现了重复频率为100 MHz,输出功率为423 mW,脉冲宽度为80 fs的掺铒飞秒光纤激光输出。以此为基频光源,对0.5,1,10 mm三种不同厚度PPLN倍频晶体进行倍频特性研究,实现了波长在780 nm的飞秒激光输出。其中采用0.5 mm晶体时获得了功率为100.4 mW、脉冲宽度为104 fs的倍频光输出,倍频转换效率为23.7%;采用1 mm晶体时获得了功率为165.0 mW、脉冲宽度为161 fs的倍频输出,倍频转换效率为39%;采用10 mm晶体时获得了功率为185.5 mW,脉冲宽度为305 fs的倍频光输出,倍频转换效率达43.7%。并解释了倍频转换效率和倍频光脉冲宽度随PPLN晶体厚度的变化规律。实验数据为基于锁模光纤激光器产生780 nm波段飞秒光脉冲的研究提供了有益的参考。

光纤传递链路中相位噪声探测是基于光纤的精确射频标准传递系统中重要组成部分。为解决光纤链路相位噪声探测中节点反射干扰的问题, 本文基于广义非线性薛定谔方程, 理论上研究了窄带光学频率梳在色散位移光纤中的非线性光学传播特性。在理论分析的基础上, 结合密集波分复用架构, 提出了一种基于锁模光学频率梳进行光纤传递射频信号的相位噪声探测新技术, 克服了节点反射干扰, 给出了初步实验验证。

介绍了用匹配光纤布拉格光栅(FBG)对振动传感进行直接的光强调制,从而完成传感及解调过程的方法.首先从理论上推导了光纤光栅的反射、透射谱的表达式,对光纤光栅的传感机制给出了定性的解释,并建立了数学模型进行模拟.进而报道了利用匹配光纤光栅进行单点解调,将振动传感信号变为解调光栅的输出光强信号,从而进行检测的方法.实验结果与理论吻合得很好,证明该方法是可行的.

报道了利用980 nm波长的单抽运光源抽运掺铒光纤得到的放大自发辐射谱(ASE谱)特性，对在较小抽运功率条件下得到的掺铒光纤荧光谱特征图进行了探讨；在此基础上对采用两个980 nm LD作抽运光源的掺铒光纤放大器(EDFA)的噪声特性进行了实验研究，得到具有良好噪声特性的结果。