中段飞行弹道导弹目标辐射特性对于探测手段选择、传感器设计等具有重要意义。以采用红外隐身技术的弹道导弹为研究对象, 考虑表面隐身涂层特性和进出地影的影响, 采用有限体积法计算了弹道导弹在整个中段飞行过程中的温度变化; 结合导弹自身辐射与太阳、地球辐射光谱, 给出了导弹 0～15 .m范围内的辐射特性; 研究了导弹表面温度和辐射特性的关系, 不同表面涂层在光照与地影状态下的探测差异。结果表明, 相比于表面温度, 涂层光学参数对导弹辐射特性的影响更大, 同一涂层的可见光和红外突防效能存在矛盾, 可以采用两种探测方法协作, 提高探测能力。

提出了一种基于在轨姿态变化的光机热一体化集成分析方法，引入了在轨实时姿态机动参数，实时反映卫星相机瞬态的外热流及温度场低频动态变化过程。根据实时温度场数据进行在轨热变形分析，用热变形数据计算相机光轴指向进行动态变化情况分析，用光学系统动态调制传递函数（MTF）及光轴指向变化情况对相机成像质量进行评估。分析结果表明，高分辨率遥感卫星在轨姿态变化会导致相机外热流变化剧烈，外热流的变化使相机光机结构温度场发生变化，相机热稳定性能遭受严酷考验，温度水平波动和温度梯度造成的热应力使得光学系统产生热弹性变形及波面变化，严重影响成像质量。

报道了半导体抽运的Nd:YAG叠片热容激光器的理论与实验研究,并用热容激光器的理论模型计算了在一定的工作时间和介质温升内激光输出特性,用Zemax软件对其抽运结构进行了模拟计算.实验中采用的4片Nd:YAG晶体尺寸均为63.5 mm×38.5 mm×7 mm,抽运平均功率约110 W,重复频率为10 Hz,占空比为0.2%,获得了最大19.1 W的1 064 nm激光输出,光光效率约17.4%.最后对两种抽运结构的叠片激光器进行了比较,提出了下一步的改进方案.

A laser diode (LD) stack pumped solid-state laser (DPL) with different cooling conditions was reported. The thermal lens was calculated and compared under different cooling conditions. The influence of the thermal lens effect on the output energy fluctuation of the DPL was studied. The LD stacks peak power was 12 kW with 1-kHz repetition frequency and 20% duty ratio. In the examination with nothing to cool the solid-state heat capacity laser (SSHCL), the output power was 1 J at the beginning, after 1 s it fell down to 50%, and with the water cooling the output power hardly fell down.

报道了千瓦级激光二极管面阵抽运固体热容激光器的理论与实验研究, 分别采用Nd:YAG单板条和双板条串接的热容激光器, 利用热容激光器的理论计算模型计算了在一定的工作时间内激光输出特性, 并进行了实验验证。实验中采用的晶体尺寸均为59 mm×40 mm×4.5 mm, 对单板条进行抽运时平均功率大约为5.6 kW, 双板条串接时为11.2 kW, 重复频率为1 kHz, 占空比为20％。实验中观察了1 s的工作时间内脉冲能量输出的波动情况, 单板条时单脉冲能量输出最大为1.3 J, 在1 s后单脉冲能量输出下降到开始的70％左右, 而双板条串接时单脉冲能量输出最大为2.06 J, 在1 s后单脉冲能量输出下降到开始的50％左右, 对单块晶体采用通水冷却的准热容热管理模式能有效地降低其热效应。

开展了激光二极管(LD)抽运的全固态热容激光器的理论与实验研究, 数值模拟了在热容工作条件下侧面抽运的Nd:YAG板条激光器的热透镜效应, 分析了热透镜效应对激光输出的影响, 并进行了相应的实验论证。实验中采用的晶体尺寸为57 mm×40 mm×4 mm, 激光二极管阵列的抽运峰值功率为12 kW, 重复频率为1 kHz, 占空比为20%, 为了获得较高的增益, 将抽运光通过光学系统进行聚焦, 抽运光在晶体侧面的光斑大小为15 mm×57 mm。实验中观察了1 s内的脉冲能量输出的波动情况, 在开始工作的时候单脉冲能量输出为1 J, 在1 s后单脉冲能量输出下降到开始的50%。

用温度梯度法(TGT)生长了大尺寸的Nd:YAG激光晶体,测试了室温下的吸收谱并利用吸收谱研究了Nd离子在YAG晶体中的分布。比较了温度梯度法与提拉法生长晶体的区别。根据热容激光的原理,利用生长的Nd:YAG激光晶体片设计了热容激光器,利用侧面抽运,获得了1200 W的激光输出,工作时间为2 s,光-光转换效率为30%。

报道了采用带有微柱镜的激光二极管阵列(LDA)双侧面90°排布抽运的Yb:YAG板条激光器，实验中使用的激光晶体尺寸为6 mm×10 mm×1 mm，掺杂原子数分数为3%。抽运光通过自行设计的聚光系统聚焦成10 mm×1 mm的光斑进行抽运，聚光系统的效率为75%,晶体表面功率密度达到1.9 kW/cm2，晶体内抽运光交叠区的体功率密度达到38 kW/cm3，远高于阈值的1.7 kW/cm3。当激光器采用平-凹腔结构，耦合输出为6%时激光单脉冲输出能量最高为25.5 mJ，斜率效率为13%。插入声光调Q晶体后获得4.7 mJ的调Q脉冲输出，脉宽为24.8 ns。

实验研究了高重复率、大功率半导体激光二极管阵列(LDA)侧面环绕抽运的Nd∶YAG激光放大器的放大特性、热焦距变化和热致双折射效应引起的退偏特性。偏振光经千赫兹高功率单通激光放大器,获得约3倍的光脉冲能量放大,脉冲宽度基本保持不变,其输出的P分量与S分量的能量比趋于常数3∶1,实验测得的能量放大倍率及放大光束的椭圆偏振度与理论预期吻合很好。