应用联合变换相关器对目标进行探测和识别时,由于实际探测到的目标相对于参考图像存在比例、旋转、平移畸变,因此在传统的光学相关器中很难实现目标的探测和识别。为了更好地探测到目标,提出了面积-极坐标的算法,该算法利用相似图形之间的尺寸与面积存在满映射函数关系,实现了比例不变光学探测,并结合极坐标变换实现旋转不变光学探测,最后,对变换后的联合图像进行小波边缘提取,既能提取到清晰的图像边缘,又能有效地抑制噪声,不但提高了相关峰,并使得相关峰更为尖锐,成功实现了大尺度混和畸变目标的探测和识别。作为实例,对混合畸变目标进行了计算机模拟和光学实验,验证了该算法在大尺度混合畸变光学相关探测中的可行性。

利用艾里光束自弯曲特性，提出一种新的艾里光阵列产生的局域空心光束。这些艾里光束阵列以环形排列，当它们向前传播的同时又以向内的方向加速传播，从而形成环形局域空心光束。通过调节在初始输入平面上环形艾里光束阵列之间的间隔距离，可以很灵活实现调控局域空心光束大小。与传统的高斯激光叠加相比，多艾里光束的无衍射特性及相干叠加使得输出能量大大提高。数值模拟结果表明通过环形艾里光束的自加速特性可以形成局域空心光束。该灵活可控的局域光束可以为原子捕获与生命细胞操控提供更好的灵活性。

提出一种利用相位连续可调诱导产生的双艾里光束形成方形光瓶的方法。该方法首先利用二值化后的相位调制出双艾里光束, 为了能够实现光瓶能量分布, 一个可调控的线性因子被引入到相位调制函数中形成新改进的相位, 该相位能够灵活地调节光瓶的大小。数值模拟结果表明高斯光束通过该改进相位调制, 能够形成光瓶能量分布的光束。该方形光瓶光束可应用于光镊、原子捕获与操纵。

针对传统光谱仪在实验教学方面存在的问题,设计了一种成本低、体积小的简易光谱实验仪。该光谱实验仪可以探测340~1 000 nm光谱范围内的光。基于光敏三极管良好的光电特性和光谱特性,用中心波长不同的窄带滤光片将入射光分光后分别照射到相应的光敏三极管上。定量反映光照度的各光敏三极管所产生的光电流,经电路转换成电压并放大后被计算机实时采集,利用相应VB程序的处理,在程序界面上实时呈现光谱图。通过探测卤钨灯的光谱,与传统光谱仪探测的光谱图相比较,观察得到两者光谱图包络基本一致,满足了教学实验仪的需求。