为了在放大红外图像时保持边缘或轮廓的正则性，提出一种基于抗混叠轮廓波变换的图像插值放大算法。该算法首先结合抗混叠塔式滤波器组和方向滤波器组，构造出抗混叠的轮廓波变换；然后将原始图像的小波域线性插值结果看成是放大图像的初始估计，输入到一个迭代过程；在每次迭代中，将放大图像看成是理想高分辨率图像的含噪逼近，并对其实施抗混叠轮廓波变换，根据变换系数的稀疏性约束实现降噪处理；最后，经过若干次迭代得到理想的红外放大图像。实验表明，对于测试图像，经过迭代处理后峰值信噪比平均提高了0.837 dB；且该算法在视觉质量上明显优于双线性插值算法及基于小波的算法。

为了改善磁共振(MR)图像的质量，提出一种基于双树轮廓波(DT-Contourlet)变换的MR图像降噪算法。研究了MR图像的噪声分布模型，认为这种噪声服从莱斯分布，从而推导了MR模平方图像的噪声参数估计方法。通过分析DT-Contourlet的塔型双树方向滤波器组结构，明确了DT-Contourlet不仅能保持轮廓波灵活的方向选择性，而且克服了传统轮廓波不具有平移不变性的缺点。在DT-Contourlet变换域，通过计算方差一致性测度，用局部自适应窗口估计阈值萎缩因子，对MR模平方图像的变换系数进行阈值萎缩。最后，经过DT-Contourlet反变换，实现了MR图像的降噪处理。实验结果表明，用本文算法降噪的MR仿真图像的峰值信噪比(PSNR)优于传统算法；与基于小波和轮廓波的方法相比，不同噪声方差下的PSNR平均提高了2.13 dB和0.91 dB。从视觉效果来看，该算法能在有效抑制MR图像噪声的同时，更好地保持图像的细节信息。

用高温熔融退火法制备了组分为Bi2O3-B2O3-SiO2 掺铒铋酸盐玻璃,测试分析了铋酸盐玻璃中铒离子的光谱特性,着重研究了975 nm 脉冲泵浦光激励下1.5 μm 波段荧光的动态响应。研究表明,对应脉冲泵浦光上下边沿,铒离子荧光存在着一个上升和下降响应过程,响应速率取决于4I13/2 能级Er3+离子荧光寿命。随着B2O3 组分含量的提高,玻璃中OH 基引起的能量传递导致Er3+离子荧光寿命相应减小,荧光响应随之相应加快。

建立了以掺铒碲酸盐玻璃光纤作为增益介质的上转换光纤激光器数值模型, 理论研究了碲酸盐玻璃基上转换光纤激光器的激光输出特性, 得到了980 nm抽运源激励下546 nm绿色激光信号输出功率与入射抽运功率、谐振腔光纤长度的变化关系。研究表明, 碲酸盐玻璃基上转换光纤激光器可以在厘米长度的增益介质上实现毫瓦功率的绿色激光输出, 斜率效率达到了7%左右。相比于报道的氟化物玻璃基上转换光纤激光器, 碲酸盐玻璃基上转换光纤激光器显示出一种潜在的小型化固体激光器特征。

通过建立粒子数速率方程和光功率传输方程组,分析比较了980和1480nm泵浦下铋基掺铒光纤放大器（Bi-EDFA）的放大特性。在单信号输入和粗WDM（CWDM）信号输入情形下,1480nm泵浦方式下的Bi-EDFA具有较大的信号增益,而980nm泵浦方式具有较低的噪声系数（NF）。比较结果表明,从信号增益和宽带特性这些指标考虑,1480nm泵浦方式是一种更为理想的泵浦方案。

研制了一种新型掺铒碲酸盐玻璃TeO₂－ZnO－Na₂O－Bi₂O₃，利用Judd－Ofelt和McCumber理论计算了Er³⁺离子的强度参数、自发辐射几率、吸收截面和发射截面等光谱参数。应用四能级粒子数速率－光功率传输方程模型，研究了以该掺铒碲酸盐玻璃光纤作为增益介质时光纤放大器的增益特性，模型综合考虑了Er³⁺离子的能量上转移、交叉驰豫、激发态吸收和放大自发辐射噪声。模拟结果显示，研制的碲酸盐玻璃光纤具有高的信号增益和宽的增益谱特性，在200mW泵浦功率和多波长信号(－30dBm×56channels)同时输入情形下，最大信号增益和20dB增益带宽分别超过了40dB和80nm，增益谱覆盖了C+L波段区域，预示这是一种较为理想的可用于宽带放大的增益介质。同时得出，碲酸盐玻璃光纤结构参数的选择对其增益特性具有重要影响。

设计了一个带光隔离器的复合型宽带碲基掺铒光纤放大器(EDTFA),通过对该结构模型下的速率方程和光功率传输方程组的数值模拟,理论研究了EDTFA在插入光隔离器后的性能变化.研究表明,通过插入光隔离器抑制反向传输的放大自发辐射(ASE)噪声,可以有效地改善宽带EDTFA的信号增益和噪声特性.在光纤激活长度240cm、铒掺杂浓度2000ppm和前向泵浦功率200mW下,光隔离器插入在最佳位置处时,1540nm～1600nm波段内16路信道小信号增益分别提高了0.8dB～5.9dB,噪声系数降低了0.2 dB ～2.2dB.研究结果对于新型宽带EDTFA应用于WDM通信系统中具有理论指导意义

对宽带碲基掺铒光纤放大器（EDTFA）上能级粒子数反转比进行了理论研究，得到了碲基掺铒光纤放大器上能级粒子数反转比随着光纤激活长度、信号输入功率、泵浦功率和纤芯掺杂浓度的演变关系，分析了上能级粒子数反转比分布与EDTFA信号增益间的关系。研究表明，碲基掺铒光纤内的上能级粒子数反转比分布决定了EDTFA的信号增益。