基于能量均分方法, 根据经典热传导和热弹性理论, 建立了激光二极管端面抽运梯度浓度掺杂棒状激光介质的数值模型, 考虑到梯度浓度掺杂激光介质端面与空气的对流换热和激光介质材料的热力学参数的温度相关性, 运用有限元法, 得出了单一浓度掺杂、2阶阶变梯度浓度掺杂、5阶阶变梯度浓度掺杂和理想梯度浓度掺杂四种掺杂结构激光介质内吸收系数、抽运光吸收功率、温度、热应力和应变的空间分布。结果表明, 采用梯度浓度掺杂结构可以大大提高激光介质内抽运光吸收分布的均匀性, 5阶阶变梯度浓度掺杂激光介质的最高温度、最大主拉应力和最大主应变分别为单一浓度掺杂激光介质的42.6%、31.9%和28.1%, 可见明显减小了热效应的影响。理论分析结果可为激光二极管抽运梯度浓度掺杂激光器的合理优化设计提供数据理论支撑。

为了对粒径探测器的测量不确定度进行校准, 基于衍射原理方法, 研制了一套小孔圆盘校准装置。该方法对米氏散射与夫琅禾费衍射的功率进行计算和模拟, 得到了衍射针孔孔径与气溶胶粒径转换的关系。通过该转换关系, 计算得到校准装置的参量, 并进行了理论分析和实验验证。通过实验将标准粒子的测量不确定度传递给云粒子粒径探测器, 再通过旋转针孔圆盘进行实验, 将测量不确定度传递给校准装置。取得了该校准装置的校准实验数据, 验证了理论分析的正确性。结果表明, 该校准装置效率高、校准方案的可行性好、校准范围大、测量离散性好、重复性高。这一结果对粒径探测器的校准技术研究是有帮助的。

为了研究高能脉冲激光大气传输特性, 采用桶中功率和光斑半径作为远场光束质量评价标准, 与800J钕玻璃激光器的实验结果进行了比较, 仿真计算和实验中分别考虑了不同能见度、出射光能量和湍流强度下远场光斑半径的变化趋势; 对数值模拟与实验结果分别进行了分析和比对, 并对两者之间的误差做了详细分析。结果表明, 数值模拟可用于预测实验结果, 且对高能脉冲激光在大气中的应用和高能激光器的研制有指导意义。

研制了一套用于测量超长焦距的泰伯-莫尔干涉仪，并设计了一套校准设备和方法对泰伯-莫尔干涉仪的测量不确定度进行评定，核准焦距范围达100 m。校准设备包括了一套焦距发生器和激光光源，利用经过计量的标准透镜和实验对焦距发生器进行标定、测量和量值溯源。通过实验结果分析和计算，可知该校准技术具有良好的测量不确定度，能够对基于泰伯-莫尔方法的焦距测量系统进行精确校准。

激光对光电传感器主动侦察是基于光学系统存在的"猫眼"效应.对包括"猫眼"镜头的回波功率和CCD光敏面照度的整个环路进行了推导.分析结果表明:CCD光敏面上的照度随发射激光束散角、照射距离的增大而降低,随大气能见度的提高而增大.同时,探测器探测面的离焦也对CCD光敏面的照度产生较大的影响,离焦量越大,接收到的光照度越小.