基于薄膜铌酸锂干法刻蚀工艺不能获得高垂直度截面的特点，设计了一种基于折射率相近的填充材料作为模斑转换结构。所设计结构可兼容不同尺寸的输出光斑且整体结构的转换效率大于-0.28 dB。所提方案避免了薄膜铌酸锂干法刻蚀后的大倾角断面直接作为耦合端面时性能低的劣势，可提升薄膜铌酸锂电光调制器件在片上集成激光芯片的性能。三维模拟结果显示该结构对工艺误差不敏感、加工可行性高，为减小集成器件体积、降低成本及高密度集成提供可行方案。

通过对光纤信号合束器的锥区与输出光纤进行特殊处理，并对输出光纤进行扭转处理，实现平顶光输出。测试结果表明，20/130 μm（纤芯直径为20 μm，包层直径为130 μm）光纤输入、100/120/360 μm（纤芯直径为100 μm，包层直径为360 μm，纤芯和包层之间低折射率层的直径为120 μm）光纤或者200/220/360 μm光纤输出的4×1信号合束器的光束强度分布都不是平顶分布，强度分布较为分散。对输出光纤进行扭转处理后，更多的光纤模式将被激发。在锥区与输出光纤之间过渡一段200/220/360 μm光纤，所得的4×1信号合束器在光束束腰4.88 mm内的强度分布均匀，呈现平顶分布。通过计算可知，该范围内的光束平坦度在0.1以下，并且该光纤信号合束器可以承受的信号功率在2 kW以上。

基于半导体光放大器和高速光纤法布里-珀罗滤波器,搭建了一个用于产生高速扫频激光的短环形腔。滤波器从长波到短波扫描时,关闭半导体光放大器的偏置电流,可以获得50%占空比的扫频激光。借助交织器,可以获得占空比为100%的扫频激光。再利用二级半导体光放大器,可以进一步提高扫频激光的输出功率。经测试,本扫频激光的扫描频率为500 kHz,中心波长为1550 nm,扫描范围达到67 nm,有效相干长度为6.5 mm,平均输出功率大于20 mW。

为了制作高速扫频光源,基于光纤法布里-珀罗可调滤波器和半导体光放大器搭建了一个短环形腔。首先,通过半导体光放大器的通断电控制,实现占空比为50%的扫频激光输出。然后,利用交织器把激光分成两路再进行错位叠加,从而获得占空比为100%、扫描频率为可调滤波器振动频率两倍的扫频激光。最后,扫频激光经过二级半导体光放大器进行再放大,实现更高功率的扫频输出。所获得的扫频激光,扫描频率为245 kHz,中心波长约为1544 nm,扫描范围达到73 nm,有效相干长度为12 mm,平均输出功率大于20 mW。本文采用的设计方案对于制备高性能、低成本的高速扫频光源具有重要的实用意义。

通过控制光纤熔融拉锥参数,实现了光纤熔融拉锥后的抗拉强度增强。利用有限元方法进行模拟与仿真,结果表明光纤熔融拉锥后,光纤内应力的大小与光纤熔融拉锥完成后光纤被加热区域的降温时间有关,降温时间越长,内应力越小,且被加热区域边缘处的内应力值明显高于其他区域的内应力值。根据仿真结果设计实验,实验结果表明,当光纤熔融拉锥完成后光纤被加热区域的降温时间为10、600、1200、1500 s时,光纤熔融抗拉强度将逐渐增强。

导弹制导控制一体化技术是将制导系统和控制系统综合进行设计,可以充分发挥导弹的整体性能,提高命中精度。为了加强毁伤效果,考虑落角约束是一体化设计中的热点研究问题。针对倾斜转弯导弹,首先,建立了导弹运动模型和弹目相对运动模型,这是一体化研究的基础；随后,对现有研究方法进行分类和归纳；最后,梳理了目前制导控制一体化研究存在的问题以及发展趋势。

针对相机式光束质量分析仪测量光束的结果不一致问题，分析了相关参数对测量误差的影响。基于高斯光束模型，并添加与实际对应的噪声，根据ISO 11146标准计算了光斑直径。结合实验测试时的实际操作过程，提炼出光强饱和度、积分面积比、信噪比和光斑尺寸4个关键参数。不仅阐明了相机参数对测量误差影响的关键趋势，还分析了各个参数之间的关联影响，最终对如何选择相机的像元、像素、动态范围、暗噪声，以及如何设置积分时间、计算区域等提出了更明确的要求。

基于光学干涉的测量方法，通常都有高精度、高灵敏度的特点，信号易受环境干扰而不稳定，使用时须远离振源。若要将光学干涉系统用于在线检测，必须提高其抗干扰性。本文在以前的工作基础上，从干涉光路的实现方式着手，制作了一套一体化的迈克尔逊干涉装置，可用于多层光学平片的厚度检测。该装置通过巧妙的设计和高精密加工，使整个光路结构为一整体，避免了测量过程中外界干扰的影响。通过与光纤式迈克尔逊干涉系统做实验对比，验证了该装置在测试过程中有良好的稳定性和抗干扰性。最后采用宽带光源干涉的方法对多层光学平片的厚度进行测量，验证了该装置用于精密在线测量的可行性。

通过理论分析和数值模拟研究了高斯光束发生小尺度自聚焦(SSSF)的临界功率。发现高斯光束小尺度自聚焦的临界功率与初始调制幅度有关。初始调制幅度越大, 高斯光束分裂成丝所需的功率越小; 初始调制幅度越小则要求功率越大。当高斯光束输入功率低于高斯光束小尺度自聚焦临界功率, 但高于整体自聚焦临界功率时, 在非线性介质中传输时将以全光束塌陷的形态聚焦为一点; 当高斯光束的初始输入功率高于高斯光束小尺度自聚焦临界功率时, 在非线性介质中传输的高斯光束将分裂形成多根高强度的细丝。在高斯光束非线性传输过程中, 整体自聚焦和小尺度自聚焦效应之间存在相互竞争, 竞争的结果由高斯光束的初始参数决定。

根据污染气体的光谱吸收特性与荧光特性, 设计了一套时分复用检测系统, 既可以使用光谱吸收法检测甲烷和二氧化硫又可以使用荧光法检测二氧化硫。 系统采用组合可切换光源、 共用光路、 气室及信号处理部分, 首先进行光谱吸收和荧光的特性测量, 然后进行光谱吸收法检测甲烷与二氧化硫浓度实验, 以及紫外荧光法检测二氧化硫浓度实验。 经过光谱吸收和荧光的特性测量得出吸收法测二氧化硫和甲烷的吸收峰处的激发波长分别为280 nm和1.64 μm, 荧光法测二氧化硫最佳激发波长为220 nm。 经光谱吸收法实验可得甲烷浓度与相对强度的线性关系和二氧化硫浓度与输出电压的线性关系, 线性度分别为98.7%, 99.2%; 经荧光法实验可得二氧化硫浓度与电压成线性关系, 线性度达到了99.5%。 研究表明, 该系统能使用于污染气体的光谱吸收检测和紫外荧光检测。 将两种测量方式组合在一起, 降低了成本与体积, 同时此系统也可用于其他气体的检测, 有一定的应用价值。