基于瞬态热传导方程，通过积分变换方法求解得到脉冲高斯光束双端抽运Tm:YAG棒的时变温度场解析表达式，进而求得时变热焦距。同时定量模拟，分析了不同抽运功率、重复频率与占空比对脉冲激光二极管双端抽运Tm:YAG棒轴向瞬态温度分布和时变热焦距的影响。模拟结果表明：随着脉冲抽运个数的增加，Tm:YAG晶体棒内温度和热焦距整体均呈锯齿状分布，并最终趋于稳定的周期性分布；随着抽运功率、重复频率与占空比的增加，Tm:YAG晶体棒整体温度升高，且棒两端面中心点与棒轴向中心点温差增大，而时变热焦距整体逐渐变短且波动范围变小。研究成果为进一步研究热效应补偿和谐振腔设计提供了理论依据。

以生物视觉成像和目标识别为研究背景，深入研究了光学复眼的结构与拼接以及基于光纤耦合的光信号接收成像技术，并设计了一种可应用于凝视激光雷达的新型光学复眼接收系统。通过模仿昆虫复眼结构形式，该系统由16个透镜阵列构成，全视场角为2°。利用Zemax软件完成了光学系统设计，结合光纤耦合技术接收光信号,对复眼探测结果进行了实验研究和分析。结果表明，该接收系统能够准确地反映探测目标轮廓，探测距离可达200 m以上，在实验室获得了20 frame/s的距离图像，像点点阵间距为1.72 m×1.72 m。实验结果验证了该接收系统的合理性，表明该系统可以满足导弹末制导使用或是低空飞行器下视地形匹配。

为了进一步研究Nd∶YAG陶瓷激光器的红光波段，研制了一台重复频率为1 000 Hz的670 nm电光调Q Nd∶YAG陶瓷激光器.采用三个激光二极管列阵侧面抽运掺杂浓度为1.1at%、尺寸为Φ3×50 mm2的Nd∶YAG陶瓷晶体，根据实验测量的陶瓷晶体热透镜焦距，优化设计了折叠腔的各个参量，并对陶瓷晶体及倍频晶体热焦距对晶体内光斑半径的影响进行了分析.采用LN晶体电光调Q、KTP晶体Ⅱ类匹配腔内倍频， 实现了670 nm的激光输出.当单脉冲抽运能量为144 mJ时，获得了能量为1.48 mJ，脉冲宽度为35 ns的红光输出，总的光-光转换效率为1.03%.

针对陶瓷晶体1319 nm的谱线设计了适合的谐振腔腔镜膜系参量，采用激光二极管列阵侧向抽运掺杂1.1at%、Φ3×50 mm的Nd∶YAG陶瓷，利用色散棱镜及KTP晶体Ⅱ类匹配腔内倍频，研制了一台660 nm单一波长输出的高重频Nd∶YAG陶瓷红光激光器.根据陶瓷晶体的热透镜焦距设计了谐振腔的各个参量，在重复频率为1000 Hz、单脉冲抽运能量约144 mJ时，获得了3.9 mJ的660 nm脉冲激光输出，总的光-光转换效率为2.71%.为进一步研究大功率、高效率的陶瓷红光激光器奠定了基础.