孔径光阑耦合技术是大功率光泵气体太赫兹激光器的一种常用谐振腔设计方法。在不考虑波导对腔内模式形成的影响下, 采用传输矩阵的特征向量法, 针对孔径光阑耦合太赫兹谐振腔的腔内本征模式以及输出光束特性进行了数值模拟, 得到了该种谐振腔在不同g参数下损耗最低的几种本征模式及其相应的衍射损耗; 采用衍射积分与矩阵光学结合的方法计算了孔径光阑输出太赫兹激光的光束特性, 得到不同本征模式的远场衍射光斑及发散角。研究工作为孔径光阑耦合的气体太赫兹激光器设计提供了理论参考。

为了最大程度减少误差环节，点衍射球面波前精度的干涉测量中通常采用无镜头测量方式。点衍射干涉波前在大数值孔径与大横向偏移量情况下存在的结构误差将严重影响测量精度，且无法利用传统方法加以校正。针对该问题，提出了一种基于三坐标重构以及对称偏移补偿的点衍射干涉波前测量中结构误差的高精度校正方法，以实现对大数值孔径及大横向偏移点衍射球面波前无镜头成像测量中的结构误差校正。该方法首先采用三坐标重构方法对系统误差进行预校正，再针对干涉中点源横向偏移引入误差存在的对称性，采用对称横向偏移补偿对由三坐标重构误差而引入的残余结构误差进一步校正。分别进行了数值仿真和测量实验对所提出方法的可行性进行了验证。结果表明，该方法达到了λ/10000的校正精度，对于点衍射球面波前高精度测量标定以及非镜头成像干涉检测中结构误差的高精度校正具有重要的应用意义。

利用激光驻波场操纵中性原子沉积纳米光栅结构是一种新颖的制备纳米计量标准技术，但采用传统的一维和二维方式对激光驻波场操纵中性原子沉积过程的分析缺乏纳米光栅的全貌信息，而采用三维分析方法则能给出纳米光栅的三维全貌信息，对结果的分析越精确。针对此，基于采用三维分析方法建立了激光驻波场与中性原子作用的模型，通过三维分析实现了不同原子束发散角条件下中性原子运动轨迹及沉积结果的三维仿真，结果显示当中性原子束发散角小于0.6 mrad时，所获得的纳米光栅的沉积质量较好，而超过0.6 mrad后所沉积的纳米光栅将会出现分裂现象。

为了解决目前点衍射绝对位移测量系统中位移重构算法存在的收敛率低问题，并针对实际测量中时效性和高精度要求，提出了基于快速搜索粒子群算法的点衍射干涉绝对位移测量方法。点衍射干涉绝对位移测量系统根据点衍射干涉场相位差的分布重构出点衍射探头的三维绝对位移。所提出的快速搜索粒子群算法针对测量中大量像素点数据的高效处理需要，在三维绝对位移迭代重构过程中采取非线性增加样本点数量的搜索方法，进而在保证测量精度的同时极大提高了测量效率。分别进行了仿真分析、测量实验以及三坐标机测量比对以检验所提出测量方法的可行性与稳定性。结果表明，该方法可实现三维绝对位移的快速检测，其收敛率可达90%，且在200 mm×200 mm×300 mm 的测量区域中达到优于微米量级测量精度。所提出的三维绝对位移测量方法具有较高的测量效率和精度，且具备高抗噪能力和可靠性，对其在微加工技术和高精度测量中的应用具有重要意义。

利用亚波长孔径光纤点衍射可同时得到大数值孔径和高亮度的点衍射球面波前,进而解决了针孔点衍射和单模光纤点衍射中分别存在的点衍射波前能量微弱和最大孔径角小的不足.基于矢量衍射理论的时域有限差分(FDTD)方法对点衍射球面波前质量进行仿真分析,研究了亚波长孔径光纤的孔径、锥角、镀膜厚度、数值孔径范围等因素对点衍射波前误差、最大孔径角、能量透射率和强度分布均匀性的影响.仿真结果表明,当亚波长光纤孔径为0.5 μm,点衍射波前最大孔径角超过90°,能量透射率大于29%,对应数值孔径为0.60 的点衍射波前误差均方根(RMS)值优于0.0011λ.仿真结果验证了用亚波长孔径光纤点衍射实现大数值孔径和高亮度的点衍射球面波前的可行性,并为实际系统中亚波长孔径光纤的相关参数的选择提供了精确的数值依据.

通过云计算的应用充分利用网络资源，能够使LED显示屏的应用更加人性化，同时起到节约能源的作用。通过物联网将屏体的状态信息实时地反馈给管理中心，利用云计算的强大运算能力和综合管理能力，合理利用资源，高效开展公司业务。

为了研究激光准直场作用下原子束的空间分布状态对纳米光栅沉积制作的影响, 基于半经典理论, 分析了1维光学粘胶对中性铬原子的作用力特性, 利用4阶龙格-库塔数值积分算法对不同激光场强度、不同激光失谐量、不同激光场范围条件下中性铬原子束的空间分布进行了仿真分析。由仿真结果可知, 随着激光场强度的增加, 原子束的分布向中心区域集中, 由于受饱和效应的影响, 该种集中的趋势随激光强度的增加而逐渐变缓; 同时, 当激光失谐量等于原子线宽的一半时, 原子束的空间分布最窄。当激光功率为40mW、且失谐量为-2.5MHz时, 铬原子束经过1维光学粘胶作用后其空间分布的半峰全宽被压缩为作用前的0.43倍, 而原子束密度分布中心值也增大为作用前的1.79倍。结果表明, 利用激光准直场的作用可实现原子束空间分布的改善, 有利于后续的原子沉积以实现纳米光栅的制作。

为了实现物体表面粗糙度的测量, 基于激光散斑原理, 利用灰度共生矩阵方法计算了激光散斑图像的基本参量, 分析了激光散斑含有的物体表面粗糙度特征。在此基础上搭建了物体表面粗糙度激光散斑测量实验系统, 采集了不同表面粗糙度标准样板在不同入射角条件下的激光散斑图, 继而得到了研磨和平磨条件下散斑条纹对比度与光束入射角之间的关系。结果表明, 入射角约为60°时, 散斑特性及其对比度效果最好。

利用CCD器件进行光学检测，普遍采用二值化的脉冲计数法，即每个脉冲都代表了一个像元间距，所以CCD的检测分辨率只能达到像元间距的大小。虽然在光学系统中可以采用增加系统放大倍数的方法来提高CCD的检测分辨率，但是由于成像系统的像差、球差以及衍射效应的存在，光学系统最多只能放大几十倍，因此CCD的检测分辨率只能达到微米量级。为进一步提高CCD的检测分辨率，本文提出了一种全新的方法，即多次采样处理，以此将CCD的分辨率提高到亚像元的精度。经过分析论证以及软件的仿真模拟，证实了该方法的可行性。

介绍了无线光通信系统中激光信号通过随机大气信道时，由于激光与大气介质的相互作用．对光信号产生的散射、吸收和湍流等效应。上述一系列效应对激光信号的传输产生巨大的影响、其中最为重要的影响效应有衰减、光束闪烁及抖动效应。通过一实验装置、利用CCD对通过大气信道的光束在不同能见度、不同大气条件和不同时刻等条件下对激光传输信号的图像的拍摄及所拍摄的图像的对比分析，验证了理论分析中的各种大气随机信道的效应。