聚四氟乙烯由于具备低介电常数、对0.7~2.5 THz的光传输损耗低等特性，在光子晶体基底材料领域具有广阔的应用前景和巨大的潜在价值。采用飞秒激光器对聚四氟乙烯薄板进行制备二维光子晶体的工艺研究，其中激光器脉宽为388 fs，重复频率为100 kHz。通过对激光烧蚀试验结果拟合，得到聚四氟乙烯薄板在1040 nm波长下的单脉冲损伤阈值为840 mJ/cm²。此外，分析了不同激光参数对二维光子晶体制备工艺结果的影响，发现激光在多脉冲叩击法路径下获得的单层微孔加工质量最好。进一步研究了激光加工功率、扫描速度和扫描次数对圆柱形周期性结构的影响规律，结果表明，在激光加工功率为9 W、扫描速度为100 mm/s、扫描次数为9时能获得结构均匀的微孔阵列。本试验对采用超快激光加工制备聚四氟乙烯二维光子晶体有一定的参考价值。

液晶聚合物（LCP）是一种液晶聚合物，作为基板材料在微波/毫米波电路中表现优良，在5G封装中获得了广泛的关注。采用紫外纳秒激光对LCP挠性覆铜板进行去膜加工试验，在200 kHz重复频率下，采用控制变量的方法，研究了不同激光功率、扫描速度和扫描层数对LCP材料去膜深度的影响。为了减小热影响对电子器件和柔性电路板的影响，结合LCP的特性和实际加工结果，进一步分析LCP基板边框处热影响区范围随激光参数的变化规律。试验结果表明，以低热影响加工为目标，当扫描层数为5，扫描速度为600 mm/s，激光平均功率为2.1 W时，均匀性较好，加工深度可达49.84 µm，边框处热影响区较小，可达28.43 µm。该试验结果为LCP基板在柔性电路封装中提供了理论基础。

透射式玻璃光栅可简化光学系统结构，降低调制难度和成本，在紧凑型微小型分光仪和光谱系统中应用广泛。因玻璃材料脆、硬等特点，传统加工技术已无法满足现代工业日益增长的需求。采用波长为1040 nm、重复频率为100 kHz、脉冲宽度为388 fs的飞秒激光刻蚀透射式石英玻璃光栅，重点研究了激光功率P、扫描速度v、重复扫描层数N对石英玻璃光栅刻痕宽度和深度的影响。此外，使用氦氖激光器（波长为632.8 nm）对已刻蚀石英玻璃光栅样品进行衍射效率测试，利用CCD记录光栅衍射图样，通过灰度重心法得到其衍射效率。在实验中，当激光功率为442 mW，扫描速度为380 mm/s，重复扫描层数为10时，刻蚀的光栅刻痕宽度d约为5.67 μm，光栅周期D约为8.17 μm，测得该石英玻璃光栅的0级、-1级和+1级衍射效率分别为24.98%、31.80%和31.04%。

针对高功率微波对电子设备的安全威胁, 设计了一种双层柱状等离子体阵列对高功率微波进行防护。其中单根等离子体柱的直径为25.4 mm, 长度为600 mm, 等离子体频率与碰撞频率可进行控制。利用搭建的实验测量系统, 研究了微波极化方向、等离子体电子密度、放电单元层数等因素对高功率微波透射衰减的影响。实验结果表明: 当高功率微波未激发等离子体产生非线性效应时, TM极化时的防护效果优于TE极化时的防护效果, 且能量衰减分别可达20.9 dB和14.7 dB; 随等离子体电子密度增大, 微波透射功率减小, 防护效果增强; 由于层间反射作用, 双层等离子体对高功率微波的透射衰减远大于单层等离子体衰减值的两倍。

为获得目标和场景的偏振信息, 基于线偏振片和声光可调滤波器(AOTF)设计了一套高光谱偏振成像系统。文中从AOTF的工作原理出发分析其偏振等效关系, 随后给出了探测系统的具体结构, 并对其光学系统的各元件进行了合理的参数配置。最后, 利用设计的成像系统对林地背景中的涂覆三种不同颜色涂层的铝板进行了高光谱偏振成像实验, 获得了场景的高光谱信息和偏振信息, 并通过数据处理得到涂层与背景之间的强度对比和偏振对比特性。结果表明: 涂层与自然背景的偏振特性存在一定程度的差异, 对于不同自然背景中的目标, 通过选择与背景特性差异较大的若干波长或波段, 利用合适的探测方式进行探测, 有利于实现快速准确的目标识别。

为了研究等离子体产生时的气体击穿特性，利用低气压条件下气体击穿场强阈值模型，分析了He、Ne、Ar、Kr、Xe和Hg蒸汽等6种典型放电气体的击穿阈值随入射波频率、电子温度、气体压强以及气体温度的变化规律。结果表明: 气体击穿阈值随气体压强的增大而减小，随气体温度、电子温度和入射脉冲频率的增大而增大。气体压强和入射频率对击穿阈值的影响大于气体温度和电子温度，在所考虑的范围内，气体压强对击穿场强的影响约为100 V/m，入射脉冲频率对击穿场强的影响为50~300 V/m，气体温度和电子温度对击穿场强的影响为20~30 V/m。当考虑气体压强、气体温度以及电子温度等因素的影响时，各种气体的击穿场强阈值产生的变化规律相类似；但考虑入射频率的影响时，不同气体的击穿场强阈值差异很大。在所考虑的典型放电气体中，Xe具有最低的击穿场强阈值，He的击穿阈值最大。

为研究发光等离子体对高功率微波的防护性能, 建立了一维条件下等离子体与高功率微波相互作用的物理模型, 并采用数值仿真得到了不同条件下的微波透射效果, 分析了发光等离子体对高功率微波的防护性能。随后, 实验研究了双层柱状等离子体阵列对6 GHz高功率微波脉冲的透射效果, 实验结果与仿真结果相符, 说明高功率微波的入射使等离子体产生了非线性效应。实验结果还表明, TE极化时的防护效果要优于TM极化时的防护效果; 等离子体击穿场强阈值随电场作用空间的增大而减小; TE极化时等离子体对高功率微波脉冲的屏蔽效能最高可达13 dB, 且随入射功率的增大而进一步增大。

为了研究激光探测爆炸物时的相关现象，首先对激光辐照目标过程进行理论分析，并通过有限元软件ANSYS进行仿真，建立CO2激光器辐照爆炸物温升分布的三维立体模型，然后利用CO2激光器和扩束系统对目标进行照射(距离3 m)，同时配合8~14 μm 的红外成像设备分别观察得到沾有少量三硝基甲苯(TNT)和黑索金(RDX)的目标热像图。研究表明，在一定功率的激光辐照下，由于爆炸物和背景的有效辐射出射度大小分别由其在8~14 μm 波段的吸收率和对激光辐射照度的反射率共同决定，因而可得到爆炸物与背景区域明显不同的热像图。此外，辐照功率和照射时间的变化也可能是影响探测效果的重要因素。