报道了一个采用单程远场衍射照明的合成孔径激光雷达成像实验室演示实验.采用1 550 nm光纤激光，在目标距离约2.4 m的位置上，实现了良好聚焦的SAL成像，图像方位向分辨率约560 μm，距离向分辨率170 μm.聚焦图像的形成只应用了基本SAL成像理论，无需辅助相位自聚焦(PGA)技术.详细的实验图像展示了典型的SAL成像两步聚焦过程和图像的高分辨率.

采用外差探测方式,建立了全光纤结构的激光多普勒测振仪, 用来测量经空气传播耦合引起的散射体振动, 以期感知振源振动信息。实验探索了散射体材料、固定方式和相对振源位置等对空气耦合振动的影响, 得到了200~2700 Hz频率范围内6种散射体振动响应特性曲线。结果表明:通过空气耦合引起的散射体振动, 在相同振源振幅下, 散射体振动的振幅一般随频率升高而升高；在材料、固定方式和相对振源位置等因素中, 散射体材料对振动响应特性的影响是主要的, 后两者只影响局部细节。

研制了一种新型的预电离结构——管状预电离器，并将其应用于可调谐TEA CO2激光器。利用光栅选线方案，采用光栅谐振腔，实现了激光的调谐输出。在输出耦合率为50%、气压为40 kPa的条件下，10P(20),10R(20),9P(20),9R(20)四条谱线获得的最高电光转换效率，分别为9.5%，9.7%，9.8%，9.8%。实现了激光器的高重复频率可调谐输出运转，测量了上述4条谱线激光输出的脉冲能量及平均功率,在输出耦合率为50%、气压为30 kPa的条件下，重复频率最高可达190 Hz, 此时的10P(20),10R(20),9P(20),9R(20)四线的平均功率分别为322，321，340，338 W。

条带式合成孔径激光雷达（SAL）系统中光轴角包括俯仰角和水平偏离角两方面，其中光轴的水平偏离角会导致发射孔径运动轴与其孔径方位向坐标轴不平行，从而导致距离向图像失真。从理论出发推导出了两轴夹角与其失真关系的公式，并通过实验观察验证了由此引起的距离向图像失真。在实际的条带式SAL系统设计中，这种严重的图像失真是必须要解决的问题。通过点目标对系统进行校正的方法，消去了因两轴夹角而产生的距离向和方位向之间的耦合，是保证SAL系统能进行复杂面目标成像的必要条件。

基于国产非晶态合金磁芯, 研制了采用可控硅开关、脉冲升压变压器、以及两级磁脉冲压缩网络的全固态激励电路系统, 并且应用于放电体积为29 cm3, 工作气压为100 kPa的电晕预电离小型TEA CO2激光器。讨论了提高系统能量传输效率和减小系统体积的设计方法, 并且测量了系统的工作性能以及各部分的能量损失。实验结果表明：磁脉冲压缩网络的能量传输效率大于83％, 全固态激励系统的总效率大于75％；连接激光器负载时, 输出脉冲的电压峰值约为22 kV, 电流上升时间约为100 ns；得到了脉冲能量109 mJ, 宽度70 ns的激光输出, 激光器整体效率约为3.3％。在目前的封离体积与气体循环方式限制下, 激光器最大重复频率约为100 Hz, 而激励电路部分可以达到400 Hz的工作频率。

研制了一种基于管状预电离的可调谐横向激励大气压(TEA)CO₂ 激光器。激光器采用光桥结构和折叠腔技术,输出稳定、结构紧凑。采用光栅谐振腔,实现了激光的调谐输出。激光器可输出谱线73条,波长范围为9.19-10.86 μm,其中45条谱线输出能量大于2 J。对于P10(20),R10(20),P9(20),R9(20)四条谱线,获得最大的激光脉冲能量分别为5.3,5.4,5.5,5.1 J,对应的电光转换效率分别为9.6%,9.8%,10.0%,9.3%;获得的最高电光转换效率依次为10.3%,10.7%,10.7%,10.7%。在气压为30 kPa下,激光器获得的最大比注入能量为2.626 J/(L·kPa),P9(20)谱线获得的最大比输出能量为0.205 J/(L·kPa)。测量了不同气压下的四条谱线的激光脉冲波形,输出的激光脉冲宽度值有所不同,其中R9(20)的脉冲宽度最大。测量了光束远场发散角,其值为2.6 mrad。实现了激光器的高重复频率可调谐输出,重复频率最高可达190 Hz。

研究了一台增益体积为2.48 L,采用pulser/sustainer放电技术激励的高功率长脉冲紫外预电离TE CO2激光器的运转特性。激光器采用普通平凹稳定腔输出或光栅谐振腔调谐输出。在20-40 kPa气压范围,10-50 μs放电脉冲宽度下,均获得均匀稳定的大体积辉光放电和大能量长脉冲激光输出。给出了激光器在不同脉冲宽度、不同气压下的典型放电电压、放电电流波形和详细的激光输出脉冲能量及电光转换效率数据;也给出了采用光栅谐振腔调谐输出时4条主要激光跃迁谱线的输出激光脉冲波形。工作在非调谐谐振腔和激光混合气气压30 kPa时,激光器以50.1 μs放电脉冲宽度工作,单脉冲输出激光能量11.1 J,相应脉冲功率达220 kW;以31.6 μs放电脉冲宽度150 Hz高重复频率工作输出平均功率达1.52 kW,相应平均脉冲能量10.0 J,脉冲功率超过300 kW。

详细研究了一台增益体积为1.17 L, 采用pulser/sustainer技术激励的高重复频率长脉冲紫外预电离TE CO2激光器的运转特性。激光器最高脉冲重复频率100 Hz, 输出激光脉冲半峰全宽(FWHM)约23.0 μs。实验记录了稳定辉光放电与有起弧的辉光放电时激光器的放电电压/电流波形; 测量得到当sustainer充电电压从12 kV到30 kV时, 激光器输出脉冲能量从约0.40 J变化上升至约4.0 J, 观察到在同一sustainer充电电压下, 激光器输出平均功率随脉冲重复频率线性变化; 监测到激光器以sustainer充电电压22 kV, 重复频率100 Hz连续工作10 min时, 输出平均功率仅从最大257 W下降至247 W。实验数据表明, 与采用低感快脉冲放电激励相比, 这种新型的长脉冲TE CO2激光器具有增益开关效应小、输出动态范围大、“起弧适应性”好、输出平均功率下降慢等特点。

采用光栅谐振腔,对基于Pulser/Sustainer技术的紫外预电离长脉冲TE CO2激光器的调谐特性进行了实验研究.在增益体积为1.17 L,激光混合气体比CO2:N2:He=1:5:19的条件下,比较了刻槽密度分别为80、120、150 line/mm的光栅在不同工作气压和激励电路条件下的激光器调谐特性,其中,120 fine/mm的光栅谐振腔可以输出75条激光谱线,4条主要谱线(9R(20)、9P(20)、10R(20)、10P(20))输出能量与采用全反铜镜的非调谐谐振腔激光器输出能量相当.深入实验研究了120 line/mm光栅谐振腔激励电路和工作气压对长脉冲TE CO2激光器调谐特性的影响.

研制了一种新型的采用直驱交流伺服电机的光栅选线TEA CO2激光器快速调谐系统,进行了一系列实验研究,包括系统调试实验、单脉冲运转调谐实验和快速调谐实验.实验共得到85条调谐输出谱线,单脉冲能量超过10 J的有18条谱线;在动态快速触发情况下,分别在60 ms和20 ms内实现了整个CO2激光光谱范围任意两条谱线和同一个跃迁带内相邻两条谱线的快速调谐输出.该方法可应用于高功率、大范围可调谐TEA CO2激光器的快速调谐,对高功率高重复频率可调谐TEACO2激光器研制中的快速调谐输出设计具有较高的参考价值.