检测灵敏度是衡量一项检测技术的重要参数。为了提高激光诱导击穿光谱技术（LIBS）的检测灵敏度，搭建了三光丝耦合诱导击穿光谱（TIBS）系统，对土壤中的微量铬元素进行检测，并将检测结果与等离子体光栅诱导击穿光谱（GIBS）系统、光丝诱导击穿光谱（FIBS）系统进行对比。TIBS系统的谱线信号强度比GIBS系统增强了2倍，比FIBS系统增强了7~11倍。研究了FIBS、GIBS、TIBS系统的谱线强度随样品位置的变化，发现TIBS系统的激发稳定性与GIBS系统相近。此外，在对土壤中重金属铬的定量研究中，发现FIBS、GIBS、TIBS系统对土壤中铬元素的检出限分别为22.18×10^-6、8.68×10^-6、5.06×10^-6。TIBS系统相较于GIBS系统能进一步提高检测灵敏度。

利用双光梳飞行时间法对小口径太赫兹天线及反射器面形进行了三维测量。实验中，单像素点测量时间为8 μs，纵向测量误差为1.3 μm。相较于传统的激光干涉法，双光梳法兼具了模糊距离大、测量精度高以及数据更新快等优势，为微波/太赫兹器件的面形测量提供了新途径。

为了能够充分利用微波光子倍频优势并简化系统复杂度, 提出一种基于双平行马赫-曾德尔调制器(DPMZM)和单行载流子光电二极管(UTC-PD)的宽带太赫兹矢量信号产生及光纤传输方案, 通过适当地调整DPMZM直流偏压和调制指数, 矢量信号被调制在光波的+3阶边带, 本振信号被调制在光波的-3阶边带, 并采用VPI软件对方案进行了仿真验证。仿真结果表明: 当系统采用36.7 GHz的本振信号六倍频后, 产生了载频为220 GHz、码速率为20 GSym/s的正交相移键控的太赫兹矢量信号, 经1~4 km的光纤传输, 接收机功率损失小于3 dBm。

针对液晶光学相控阵(LCOPA)调制相位分布测量实时可溯源的问题,结合空间啁啾技术与双光梳干涉测量技术,提出一种基于光梳的空间高分辨相位测量方法。针对光栅以及光梳光源的参数对系统空间分辨率以及测量视场的影响进行理论仿真分析。理论仿真结果表明,该方法的测量视场可达100 mm,空间分辨率优于2 μm。实验结果表明,该方法能够在微秒时间尺度内实现LCOPA多通道驱动电极调制相位分布的快速测量,因此有望为LCOPA器件的研制和性能的评价提供有效途径。

光学薄膜的激光损伤阈值是评价其激光耐受性能好坏的一个重要指标。对薄膜激光损伤阈值的准确评价和测定, 是判断其激光耐受性能和进行相互比对的基础。通过对激光损伤阈值测试系统误差的溯源分析和计算机模拟, 给出了优化测试系统的方向。研究结果表明: 在激光光斑确定的情况下, 激光能量越高, 能量密度的误差越大。因此在满足需要的情况下, 应该尽可能选取较低的激光能量。在激光能量确定的情况下, 存在一个临界光斑, 当小于临界光斑时, 能量密度误差变化非常剧烈, 光斑越小, 能量密度误差越大。测试系统的激光光斑大于临界光斑时系统的误差较小, 小于临界光斑时系统的误差急剧变大。因此, 在激光损伤阈值测试系统中, 应该优选临界光斑或者大于临界光斑。激光损伤阈值拟合产生的最大误差为最大能级的激光能量误差, 因此要尽可能降低激光器的脉冲能量。由此可见, 设计合理的系统参数, 可以最大程度降低测量结果的不确定度。

激光损伤阈值是衡量光学元件性能的重要参数,而判别薄膜是否发生了损伤是准确测量薄膜激光损伤阈值的关键,因此研究薄膜损伤的判别方法具有重要意义。传统方法准确度低、操作复杂、人为因素影响大,提出了以等离子体冲击波压强特征为标准的判定薄膜损伤的新思路。以多种单层薄膜为例,搭建测试平台,利用传声器采集激光辐照薄膜产生的等离子体冲击波,将该数据与国标法测得的激光薄膜损伤阈值相对照,找到对应的等离子体冲击波压强阈值。实验表明,该方法判别速度快,操作简单,测试设备搭建方便,并可以实时监测,能够大大提高检测效率。

随着激光器朝向大功率、 高能量的方向发展, 激光损伤阈值成为了衡量光学元件抗激光损伤能力的重要参数之一, 因此, 能否准确地测量出光学元件的激光损伤阈值成为研究的重点。 而光学元件激光损伤阈值测试的关键是能否准确地判别光学元件是否发生激光损伤。 为解决目前常见的损伤判别方法存在的精度低、 识别时间长、 适用材料范围窄、 操作复杂等不足, 提出了一种新的激光损伤的判别方法, 即等离子体诊断法。 以K9玻璃为例, 搭建激光损伤阈值的测试平台, 利用光纤光谱仪采集强激光辐照K9玻璃时所产生的激光等离子体闪光光谱, 并对该光谱进行诊断分析, 将该光谱中是否含有待测试光学元件材料中特征元素的光谱峰作为其是否收到激光损伤的标准。 同时, 对K9玻璃进行了激光损伤阈值的测试, 并将测试结果与等离子体闪光法和显微镜法所测的激光损伤阈值进行了对比分析。 实验表明, 提出的等离子体诊断方法的判别精度高、 速度快、 测试装置结构简单, 易实现在线测量, 可以大大地提高光学元件激光损伤阈值测试工作的效率。

在不同位置和激光辐照能量的条件下, 采用传声器采集并提取了等离子体冲击波的压强值及其起始时间信息,分析了等离子体冲击波在空气中的传播规律，拟合得到了冲击波声压值与激光辐照能量的关系函数。结果表明，激光等离子体冲击波以球面波形式在空气中进行传播，其声压值与激光辐照能量呈非线性的正相关关系。

提出了应用激光诱导击穿光谱技术对薄膜损伤特性进行表征的方法，研究了纳秒脉冲激光作用下薄膜损伤时的等离子体光谱特征，并应用该技术对薄膜的抗激光损伤特性进行了测量.实验测得，HfO2单层膜在78 mJ的激光能量的辐照下，薄膜损伤时的等离子体温度为2 807.4 K，且电子密度为7.4×1017cm-3.利用识别薄膜损伤时的等离子体光谱的特征，准确地判断了薄膜是否损伤，避免了薄膜损伤的误判现象.结果表明，激光诱导击穿光谱技术适用于薄膜的激光损伤测试中，并且是一种非常有效的测试分析方法.

为了使研究者能更详细地了解类金刚石(DLC)薄膜的研究现状, 综述了类金刚石薄膜的特性及应用, 分析对比了目前常用的一些类金刚石薄膜的制备方法, 包括物理气相沉积法(PVD)和化学气相沉积法(CVD), 并对类金刚石薄膜的抗强激光损伤特性以及提高其激光损伤阈值的方法进行了论述。结果发现, 利用PVD法制备的DLC膜的硬度可以达到40 GPa~80 GPa, 且薄膜的残余应力可以达到0.9 GPa~2.2 GPa之间, 而CVD法则由于反应气体的充入导致类DLC薄膜的沉积速率大大降低, 故使用率不高。同时, 优化膜系的电场强度设计, 采用合理的制备工艺, 进行激光辐照后处理, 施加外界电场干预均可有效地提高DLC薄膜的抗激光损伤能力, 且目前的DLC薄膜的激光损伤阈值可达到2.4 J/cm2。