针对波长0.53 μm的毫秒脉冲激光辐照GaAs的表面热分解损伤问题，建立了二维轴对称热传导模型，在考虑材料的热物性参数随温度变化的基础上，采用有限元法模拟了材料的瞬态温度场，得到了温度场分布特征及其随时间的变化规律，给出了材料表面发生热分解损伤阈值曲线。数值结果表明：毫秒脉冲激光对GaAs作用时，热传导影响着激光作用全过程，对应的损伤机理主要为热损伤; 在激光作用下，被作用表面中心处温度最高，并且首先发生热分解损伤; 随着作用激光能量密度的增加，GaAs表面发生热分解损伤的时刻不断提前。

以热辐射谱的温度反演为例，介绍了光谱技术在强激光毁伤过程中的应用。利用自制的高速光谱测量系统，实时采集了毁伤过程中的辐射光谱，基于普朗克黑体辐射原理，反演了毁伤区的温度，并应用主成分回归算法，计算得到了毁伤区的温度分布，实现了强激光辐照靶材过程中瞬态温度和温度分布的测量。光谱测量区在200~1 000 nm时，所对应的温度反演为700~6 000 ℃。

研究了用毫秒脉宽的长脉冲激光单个脉冲打深孔的成形过程和打孔速率。首先，由切割法得到了1 ms脉宽的Nd∶YAG高斯激光对厚铝板打孔时孔的形貌，激光能量为7.9和28.9 J时，对应的孔深分别为1.849和2.975 mm。根据实验建立了轴对称模型，通过热传导方程得到了固相温度的解析解。然后，假设物质一旦熔融就离开孔，由能量平衡原理得到了孔形状的表达式。实验发现随激光能量增加，孔深增加，计算与实验结果差异也增大；进一步的计算显示，在其他条件不变时，光束半径的变化对孔深的影响较大。因此，引入离焦效应对算法进行了改进，改进后的计算结果与实验总体相符。最后，研究了长脉冲激光对铝、铜、银和钛4种金属的打孔速率，结果表明，钛对激光吸收最强、热传导率能力最弱，打孔速率最大。

响应度R是反映探测器性能的一项重要指标，当探测器被强激光损伤后，光电探测器的响应度将发生改变。设计了一套实时测量探测器响应度的装置，用能量逐渐增加的Nd∶YAG激光辐照PIN光电探测器，获得了探测器响应度与入射强激光功率密度的变化关系。从实验数据可知，探测器被功率密度低于7.6×105W/cm2的激光辐照后不会发生损伤，探测器对532nm参考光的响应度不变；当激光的功率密度超过1.27×106W/cm2时，激光辐照后，探测器对532nm参考光的响应度开始下降，当探测器被功率密度为6.01×106W/cm2的激光辐照后，响应度迅速下降，PN结遭到破坏是探测器响应度下降的根本原因,扫描电镜的结果与我们的分析相一致。

从经典热传导方程出发,建立了单个短脉冲激光作用双层材料的二维轴对称物理模型,在考虑材料热物理参数随温度变化的基础上,采用有限元方法模拟了材料的瞬态温度场,得到了激光作用中和作用后铝-玻璃系统的温度时空分布。数值研究结果表明,在激光作用期间,系统表面的温度分布主要取决于作用激光的能量分布特性,并且金属材料的趋肤效应导致系统在厚度方向的温升范围很浅;在激光作用后,系统内部的热量在热传导作用下从高温区移向低温区,并且厚度方向的温升范围随着表面温度降低而不断扩大,但由于铝的热传导系数比玻璃大得多,所以温升主要停留在铝膜层。