利用激光选区熔化(SLM)工艺成形TiB₂/S136复合材料,研究了激光体能量密度η对SLM成形试样致密度、微观组织及力学性能的影响。采用X射线衍射仪、场发射扫描电镜、透射电镜等研究成形试样物相成分、表面形貌及微观组织。结果表明:当η过低时,粉末熔化不完全,形成大量残余孔隙;而当η过高时,受热应力影响,成形试样存在微裂纹。当η=66.7 J/mm ³时,成形试样表面缺陷少,致密度高达97.3%,存在细化的、分布均匀的等轴晶,其平均显微硬度高达742.4 HV0.1,平均摩擦系数和磨损率分别为0.5593和0.272×10 ^-4 mm ³·N ^-1·m ^-1,耐磨性能优异,抗拉强度达到1051.3 MPa,延伸率为5.84%,塑性较好。因此,SLM成形TiB₂/S136复合材料的最佳η为66.7 J/mm ³,η过高或过低,均会严重影响TiB₂/S136复合材料的致密度及力学性能,该研究为SLM成形高性能模具钢材料提供了有益的理论和工艺借鉴。

空间激光通信凭借其带宽优势, 成为未来高速空间通信不可或缺的有效手段, 是近年来国际上的研究热点。本文详细介绍了美国、欧洲和日本在空间激光通信技术领域的最新研究进展和未来发展规划, 总结了国内外空间激光通信演示计划的主要参数指标。通过对空间激光通信最新研究计划的分析, 归纳出空间激光通信高速化、深空化、集成化、网络化、一体化5个发展趋势, 以及需要突破的高阶调制、高灵敏度探测、多制式兼容、“一对多”通信等关键技术。为我国激光通信设备及相关研究提供借鉴和参考。

为了降低离轴三反光学系统加工和装调难度，提出了一种无遮拦的两反射镜三反射光学系统。将传统的离轴三反射光学系统中的主镜和三镜改进为一块非球面反射镜，即用一块镜面实现两镜的设计，这既能够降低光学加工的复杂度，同时也减少了装调的难度。根据三反射系统像差设计理论，推导出同轴两反射镜三反射系统的初始结构参数计算公式，得出了适用于该系统的求解方程组。设计了焦距1000 mm，F 数为10，全视场2°×0.4°，无中心遮拦的离轴两镜三反射系统，两反射镜面型均为二次曲面。从调制传递函数、点列图、衍射能量分布图可以看出，系统成像质量好，能量比较集中。整体系统体积小、结构简单，重量轻。

3～5 μm 中红外激光处于大气的窗口波段，在光谱学、遥感、医疗、环保及**等诸多领域都有重要的应用价值和前景。因此对该波段激光器的研究是目前国际上的热门课题。简要介绍了3 种产生中红外激光的方法，分别为：基于非线性理论技术、量子级联技术以及晶体掺杂离子技术，并分别指出了它们的发展趋势。

实验验证了一种结构简单的10 Gbit/s非归零信号(NRZ)通过高非线性光子晶体光纤（PCF）的四波混频（FWM）效应实现了单抽运偏振不敏感和宽范围可调谐全光波长转换。利用50 m光子晶体光纤较高的双折射效应，固定抽运光的偏振态与高非线性光子晶体光纤的双折射轴成45°夹角入射，信号光与抽运光在光子晶体光纤中进行四波混频时，其变换效率对信号光偏振态的随机变化不敏感，闲频光输出功率几乎保持不变。实验结果表明，所搭建的全光波长变换器在28 nm变换范围内，闲频光偏振敏感度低于1 dB，随着10 Gbit/s的信号光偏振态的变化，波长变换效率优于-13 dB的偏振不敏感全光波长变换器，闲频光信号Q因子大于7。

利用不同电压下的电致发光和红外热成像技术检测太阳能电池的缺陷。正向电致发光为电子空穴的辐射复合, 与太阳能电池的串联电阻和少数载流子扩散长度有关, 可以检测太阳能电池的断栅、隐裂等缺陷;反向电致发光为高电场强度下载流子的带内发光, 可以探测弱的线性漏电和击穿, 并且弱的线性漏电只在高的反向偏压下发光。利用不同电压下的红外热成像可以检测出线性和非线性漏电, 强线性漏电在正反偏压电压下均有明显发热的现象, 而非线性漏电在何种偏压状态下占优势取决于漏电类型。红外热成像无法探测出第二类击穿和第三类击穿。

结合Fournier-Forand和Henyey-Greenstein体积散射函数，利用Monte Carlo法建立水中激光脉冲传输特性分析模型。采用该模型分析了散射体相对折射率和尺寸分布对水中光脉冲传输特性的影响。研究表明：光脉冲在水中传输时，随着散射体相对折射率的增大和小尺度散射体相对含量的增加，脉冲展宽增加，光波前向散射减弱且空间分布扩展加剧，到达角分布更离散。与传统水中光脉冲传输仿真模型相比，此模型更加有效。

利用简单的水热合成法成功制备出α-TeO2∶Ho3+, Yb3+、α-TeO2∶Tm3+, Yb3+和 α-TeO2∶Tm3+, Ho3+, Yb3+纳米材料, 用 980 nm 的近红外光作为激发光源测定了样品的室温上转换发射光谱。结果表明: 样品α-TeO2∶Ho3+, Yb3+分别发射绿光(545 nm)和红光(651 nm), 分别对应于Ho3+离子的5S2 →5I8 和5F5→5I8能级跃迁。随着Yb3+的摩尔分数从5% 增加到15%, 样品在545 nm处的绿光强度明显变大, 发光颜色由黄光向绿光转变。样品α-TeO2∶ Tm3+, Yb3+ 在476 nm处发射出蓝光, 对应于Tm3+离子的1G4→ 3H6能级跃迁, 两个弱红光峰( 651,675 nm)分别对应于Tm3+离子的1G4→3F4和3F2→3H6能级跃迁。随着Yb3+离子浓度的提高, 蓝光与红光的相对强度也在显著提高。基于可调控性蓝光、绿光和红光的产生, α-TeO2∶Tm3+, Ho3+, Yb3+纳米材料能产生不同颜色的光, 包括白光。

粗糙表面散射可分为镜向散射和非镜向散射, 镜向散射光强的分析不仅具有理论上的简洁性, 而且能够给出粗糙表面散射的一些重要特性。论文根据相干散射和傅里叶光学理论, 对粗糙表面的镜向散射光场进行了理论分析和推导, 结果表明: 镜向散射光场的主要特征由粗糙表面高度分布的傅里叶变换和入射光场的傅里叶变换共同决定。对于均匀平行光照射高斯表面情形, 镜向散射光强是有效粗糙度的高斯函数, 镜向散射光强在焦平面的分布为 sinc平方函数。

实验研究了半导体激光器双端泵浦的掺铥双包层光纤激光器, 获得了最大功率为 4.72W的连续激光输出, 在该输出功率下的中心波长为 1 997.6 nm并且光谱范围较宽。实验中所采用两个半导体激光器泵浦源的最大入纤功率分别为 11.48W和8.74W, 对应中心波长分别为 790.1 nm和 787.2 nm。激光器斜率效率为 33％。实验分析得出决定耦合系统耦合效率的主要环节是入纤过程中的损耗, 包括光纤端面的不理想以及泵浦聚焦光斑与光纤不匹配。实验也证明影响功率提高的关键因素还在于输出端二色镜对激光的透过率和掺杂浓度一定下的增益光纤长度。