首先介绍固体发动机尾焰中钾原子的来源及其在尾焰中的辐射机理, 并基于原子谱线理论对尾焰钾共振双线的光谱线型特征进行分析。 然后, 采用理想模型及半经验公式法对尾焰流场分布进行数值模拟, 通过尾焰的流场参数使用C-G近似法数值计算尾焰钾共振双线的辐射特性。 最后, 利用大气辐射传输模型计算尾焰中钾共振双线辐射信号经过大气传输后到达探测系统的光谱特征。 结果表明, 该方法能有效地仿真计算尾焰近红外钾线高光谱精细结构。 仿真结果亦表明钾共振双线光谱信号能有效通过大气传输, 可作为尾焰探测识别的依据。

为设计出性能优良的太赫兹滤波器, 设计了一种基于两个椭圆型闭合谐振环结构的极化敏感太赫兹超材料。利用 CST Microwave Studio 软件对其透射特性进行仿真。结果表明, 该超材料在x极化时, 有两个吸收峰和一个透射峰; 在y极化时, 也有三个谐振峰, 但其位置与X极化时不同。运用表面等离子体共振、磁谐振理论及等效电路模型对谐振峰产生的机理进行了分析。同时, 研究了椭圆双环的结构参数对谐振峰位置的影响规律, 外环的参数变化对低频的谐振峰影响较大, 内环的变化对高频的谐振峰影响较大。论文设计的结构对偏振敏感太赫兹滤波器的研究具有一定的参考价值。

为了跟踪和识别飞行的火箭，利用空间外差光谱仪对火箭尾焰辐射中钾光谱的766.490 nm和769.896 nm两条谱线进行研究。考虑大气分子吸收和大气散射对钾光谱在大气中传输的影响，采用逐线积分法、瑞利散射公式及散射系数与气象视程的关系分别计算763～773 nm波段内的氧气的吸收系数、大气分子及粒子散射系数，使用比尔-朗伯定律计算透过率。通过分析该波段内太阳辐射光谱和大气透过率可知，钾特征谱线处于太阳辐射强度弱、大气传输效率高的位置，从理论上验证了钾光谱探测的可行性。然后使用空间外差光谱仪对在火焰上燃烧的K2SO4进行探测，获得了与理论数据相符的实验数据，为火箭尾焰的空间外差光谱探测方法提供依据。

利用等效电路模型,用仿真模拟软件对空气环金属阵列的透射特性进行仿真, 得出空气环金属阵列的几何参数对透射峰的影响规律: 一种透射峰随着空气环金属阵列空气环外半径、内半径的增大发生红移, 金属层厚度对该透射峰的影响可忽略；另一种透射峰随着空气环金属阵列金属层厚度和空气环外半径、内半径的增大发生红移.根据透射峰处金属表面的电流分布, 用磁谐振效应理论和导模共振理论对透射峰的产生做出解释；基于磁极化理论建立等效电路模型, 研究了空气环金属阵列的几何参数对磁谐振峰位置的影响,即: 改变阵列的几何参可导致等效电容、电感的改变, 从而促使磁谐振峰的移动.等效电路与模拟软件仿真的结果对比表明, 所建立的等效电路模型对太赫兹滤波器的结构设计和性能分析具有重要参考价值.

提出了一种有双谐振频率和较宽谐振区域的纳米天线结构。利用有限积分法，计算了由金构成的表面等离子体光学纳米天线的谐振特性，研究了在谐振区域内谐振频率和谐振电场随位置变化的情况。结果表明，在不同谐振频率下存在两个谐振电场，在中间区域，谐振频率为270 THz，在侧边间隙区，谐振频率为390 THz；激励源为1 V/m时，其谐振电场均达700 V/m以上，是普通偶极子天线的18倍；第一谐振区域的谐振场集中在10~25 nm，在此范围内，谐振电场较大、谐振频率几乎不变；加上折射率为1.5 的玻璃衬底后，天线的谐振电场达到800 V/m，与没有衬底时相比，谐振频率变化很小。研究的天线结构在高性能的光学纳米天线、太阳能电池和生物传感器方面有潜在的应用价值。

运用频域有限元法研究了一种二维正三角晶格金属光子晶体在太赫兹波段的传输特性。该模型选取空气为背景材料，金属铜为介质柱。通过改变太赫兹波的入射方向、晶格常数和介质柱填充率，对TM模和TE模的传输特性进行了系统完整的分析，获得了太赫兹波在正三角晶格金属光子晶体中的传输规律。结果表明，传输特性随着介质柱填充率、晶格常数及太赫兹波入射方向的变化而变化，且TE模和TM模带隙差异很大，这为太赫兹波段的光子晶体滤波器、反射器和极化器的开发与制作提供了参考依据。

为研究表面弯曲对利用多色散斑测量表面粗糙度的影响，引入表面曲率半径，通过模拟粗糙表面以及其形成的多色散斑场，讨论了不同曲率半径的粗糙曲面对模拟散斑场和散斑延长率的影响。结果表明，引入粗糙表面的曲率半径，对三色激光散斑自相关测量法是可行的。粗糙表面曲率半径越大，其模拟的散斑场和计算的散斑延长率与平直的粗糙表面越接近。曲率半径越大，散斑延长率愈大，并且表面粗糙度测量误差越小。因此，在实际测量中，应该考虑表面弯曲对测量粗糙度精度的影响。

通过对微电子器件可靠性检测现状和电子散斑技术（ESPI）的研究，提出根据半导体器件离面位移变化情况预测其寿命。建立了一套电子散斑测量系统，温控系统为试件提供加速温度应力并控温，同时测量试件封装离面位移的变化规律，根据离面位移数据提取失效激活能,并结合寿命预测模型外推不同温度环境下的工作寿命。对样品S8550进行了100 ℃~190 ℃的序进应力加速实验，得到了各温度点的离面位移数据，并根据离面位移的变化规律快速地提取出了失效激活能，推算了工作环境温度为50 ℃和100 ℃时该试件的可靠寿命。实验数据与相关资料吻合，验证了该方法的可行性。

研究了一种利用冲击波作用光子晶体产生蓝光的新方法.通过模拟光子晶体受冲击波作用后折射率的变化，对470 nm蓝光，设定光子晶体的参量，研究了冲击波引起光子晶体带隙的变化，计算了需要冲击波的速度，分析了影响蓝光线宽和中心波长的因素.结果表明，变频后的光波线宽随冲击波和固定反射面的距离而变化，距离大时，线宽较小，距离小时,线宽较大，可以利用光子晶体的滤波作用对输出光波线宽进行控制, 获得带宽稳定的或变化的输出光波.环境温度变化、光子晶体材料吸收特性影响光子晶体的带隙分布，进而影响蓝光的中心波长.研究结果对研制新的蓝光光源具有重要参考价值,同时也为其他相干光源的产生提供了一种新的技术.

为了研究大气信道在特定条件下对光束的影响，建立基于双波长同信道传输的室内模拟大气实验系统，对不同浓度的雾气和粉尘分别进行了模拟传输实验。结果表明，空气水蒸气密度与衰减系数近似满足线性关系，且衰减系数随波长变大而减小，当雾气浓度达到一定时趋于一致；根据测量数据拟合出粉尘浓度与透射率满足指数关系，符合比尔-郎伯定律；实验测试数据结果与大气散射理论相符合。该实验结果和实验方法对研究大气对光的作用具有一定的参考价值。