研究了基于一台皮秒Nd∶YAG激光器实现合金样品的双脉冲激光剥离-激光诱导击穿光谱（LA-LIBS）微损元素分析。 实验采用低能量的532 nm二倍频激光烧蚀并剥离出微量样品, 然后采用较高能量的延时1064 nm激光对剥离出的样品进行二次激发, 以增强等离子体中的原子辐射强度和提高光谱检测灵敏度。 实验分别研究了烧蚀激光脉冲和二次激发光脉冲的能量对信号强度的影响。 在烧蚀激光脉冲能量为10 μJ, 二次激发光脉冲能量为2.5 mJ的条件下, LA-LIBS中Cu Ⅰ 324.75 nm原子谱线的强度与单脉冲LIBS相比改善了86倍, 激光烧蚀坑洞的直径小于10 μm。 研究表明: 基于一台皮秒Nd∶YAG激光器, 采用双脉冲LA-LIBS技术可以较好地实现对固体样品的微损元素分析。 该技术在贵重样品分析和高空间分辨的二维元素显微分析中具有一定的应用价值。

为了探测激光诱导击穿光谱（LIBS）的信号，设计了CCD同步光谱测量系统。该系统采用高灵敏度的Sony ILX554B 线阵CCD作为光谱探测器，运用一种新的驱动方法，可灵活控制CCD的触发延迟时间和光积分时间，从而最大限度地滤除LIBS背景辐射的干扰，得到最佳的原子辐射信号，提高LIBS检测的灵敏度。通过测量各种样品的LIBS信号在不同延迟时间和积分时间时的谱线图，证实其在LIBS宽谱、快速测量中的有效性，为开发低成本LIBS测量仪提供了技术依据。

介绍了两种对光纤端面进行修饰以扩大模场直径(MFD)的方法(加热扩散法和熔接透镜光纤法)。利用刀片远场扫描法对单模光纤(SMF)、加热扩芯光纤(TECF)与熔接透镜光纤(GIF)这两种修饰后的高斯分布光纤进行了测量比较,验证了其模场直径分别为10.700 μm,13.129 μm和12.717 μm。并针对实际问题作出修正,通过对单模光纤以及上述两种扩束透镜光纤的分析,得到了相当合理的结果。说明这两种端面修饰法确实能起到扩大模场直径同时又不破坏模式分布的作用。并且验证了修正后的刀片法用于测量修饰后的光纤的各参量是非常有利的。

介绍了两种可以增大单模光纤模场直径并出射准直平行光束的扩芯光纤(ECF)的原理和制作方法。分析了单模光纤熔接渐变折射率多模光纤法通过改变渐变折射率多模光纤的长度和自聚焦参量实现模场扩大缩小的原理,制作的扩芯光纤模场直径扩大到16.6 μｍ,出射光束平行效果较好,轴向耦合容限比单模光纤扩大了近6倍。加热扩芯光纤则是通过控制加热温度和加热时间直接使单模光纤掺杂物质发生扩散,从而实现扩束和光束准直,模场直径达到15.4 μｍ,横向、轴向耦合容限都比单模光纤有很大提高。因此扩芯光纤可以简化单模光纤的耦合对准过程,用来制作新型的单模光纤或掺铒光纤连接器,也可以用于其它光器件中与单模光纤的准直。

为了提高制作偶氮苯微结构的实验技术,在偶氮苯聚合物的光致异构和光致取向特性的基础上,利用两激光束的新实验方案,运用比较简便的分步制作的方法,成功的在偶氮苯功能化聚合物薄膜表面“刻写”出二维的正方格子结构。提出了一个新的光异构取向场理论

运用矩阵光学中变换矩阵的理论,并以重叠面积积分的方法为基础,推导出了普遍适用于计算光在光通信元器件中光耦合效率的理论公式,可通过设置边界条件计算单模光纤、扩束光纤、半导体激光二极管以及光波导等不同光学元器件之间的耦合效率。导出了计算单模光纤之间和单模光纤与扩束光纤之间存在横向偏移、轴向偏移时的耦合效率理论通用公式。阐述了扩束光纤的制作方法及光在扩束光纤中的传播,并根据所推导耦合效率理论公式计算结果与单模光纤间和单模光纤与扩束光纤间的耦合实验数据进行了比较。