提出一种能够同时实现拉盖尔高斯光束倍频和模式转换两种功能的光学超晶格。首先，通过局域相位匹配原理设计得到了实现以上功能所需的超晶格结构函数。不同于常规的多通道周期或啁啾结构，采用局域相位匹配原理得到的是一种具有弯曲畴的超晶格结构，理论上可以减少相差并提高转换效率。其次，讨论了正反两种模式的超晶格结构，两种结构均可以实现非线性模式转换，但正向结构效果更佳。最后，对不同角向指数的拉盖尔高斯光束的模式转换过程进行数值模拟，观察转换得到的厄米高斯光束图像，验证了两种光束模式指数的关系。模拟结果表明，这样设计不仅能够实现不同特殊光束之间的相互转换，而且将倍频和模式转换两种功能集为一体，使得器件更加紧凑。该结构有望推进非线性模式转换器的研究。

为了改善内腔连续光参量振荡器(IC-OPO)输出功率不稳定, 弛豫振荡严重等问题, 对IC-OPO进行了改进: (1) 采用热透镜补偿设计, 改善模式匹配; (2) 使用光阑限模, 抑制高阶模振荡; (3) 在腔内加入KTP晶体, 利用二次谐波产生(SHG)过程的非线性损耗抑制弛豫振荡。通过改进, 获得了稳定的紧凑型2.2～4.2 μm的可调谐连续波中红外光源。输出功率波动标准偏差(RMS) 0.52%, 峰值波动范围1.8%, 光束质量因子M2=1.72, 弛豫振荡得到有效抑制。当腔内不加入KTP晶体时, 阈值(808 nm)仅为1.5 W。据笔者所知, 该阈值为国内相关工作报道中的最低值。

提出了一种利用太赫兹表面等离激元对放置在半导体表面的生化薄膜进行光谱测量的新方法.从理论上证明了半导体材料对其传输的太赫兹表面等离子体波具有较强的表面束缚性, 从而提高太赫兹波与半导体表面生化薄膜之间的相互作用.通过采用太赫兹时域光谱测量系统, 从实验上分别得到了洋葱表皮的太赫兹表面等离子体波和自由空间太赫兹波透射波谱.实验结果表明, 当测量对象是厚度仅为自由空间太赫兹波波长约1%的单层洋葱表皮时, 表面等离子体波的透射波谱与自由空间太赫兹波透射波谱相比具有更加多的特征吸收峰.

利用波长为1064 nm 的光纤激光器作为抽运光源，采用具有双通道(极化周期分别为30 μm 和30.5 μm)的化学计量比钽酸锂超晶格(PPSLT)晶体作为非线性工作介质，在PPSLT 晶体温度为190 oC 时，获得了1568.4、1625.9、3078.8、3231.1 nm 四波长近-中红外激光同时输出。在抽运功率为37 W，重复频率为50 kHz时，获得了14.9 W 近-中红外激光输出，四波长激光的功率分别为3.71、4.36、3.21、3.62 W。通过调节PPSLT晶体温度，可以实现可调谐输出。进一步优化光参量振荡器谐振腔，可以实现四波长相同功率输出。

利用分步傅里叶算法结合坐标变换理论，建立了在光致折射率改变介质中任意形状光束的传输、聚焦模拟方法，能够用于计算任意光束形状、任意介质厚度的Z扫描开孔和闭孔拟合曲线。在薄介质和高斯光束条件下，该方法的拟合曲线与经典算法相吻合。在平顶光束情况下，该方法的拟合结果与实验数据基本一致。利用此方法测量了LiTaO3晶体的非线性吸收和非线性折射率系数，并对高斯光束和涡旋光束在厚介质中的Z扫描过程进行了分析。

为克服传统光谱仪普遍存在的体积较大、分辨率不高、光谱测量波段窄、对振动敏感、价格昂贵等不足。根据光散射原理，提出了一种由不同大小气泡构成散射介质的新型光谱仪，并对光谱复原过程进行仿真研究。光谱复原时，待测光首先照射到基底表面的气泡涂层。由于不同波长的光照射在不同大小气泡后在各散射角有不同的散射光强分布，因此置于气泡后方的像素元阵列可以测量到不同的散射光强。所得数据可代入到一个线性方程组，采用Tikhonov正则化方法解此方程组即可得到复原后的光谱图形。仿真结果表明:所得的复原光谱图形与待测光的入射光谱图形基本吻合；光谱仪的光谱测量范围至少覆盖300～1100 nm的波段；光谱测量的波长分辨率接近皮米量级。

用振幅矢量作图法研究二元位相元件各级衍射光强的分布规律.并得出了普遍的衍射效率公式，方法简便，物理图像清晰，结果普遍适用。