在辐射环境中工作的光纤激光器受到的辐射损伤会导致激光器功率退化,进而引起辐射致产热,从而影响到激光器的正常应用和系统安全。基于此,建立一种辐射环境表征参量与光纤激光器增益光纤内功率、热效应和温度分布的关系模型,开展稳态γ射线作用下掺镱双包层光纤激光器的功率特性及热效应的数值模拟仿真。研究了辐致损耗、辐射剂量、光纤长度以及泵浦方式对输出功率的影响,并对不同泵浦方式下增益光纤内的热效应进行了分析。相关结果能够为光纤激光器的辐射效应研究工作及在辐射环境下的工程应用设计提供参考。

采用离线和在线两种方式对光纤激光器的增益光纤进行γ射线辐照,实验研究了γ射线辐照对激光器功率特性的影响。通过离线辐照实验发现,经过一定剂量的射线辐照,当泵浦功率大于某一值之后,光纤激光器的斜率效率基本保持不变。通过总辐射剂量为2580 Gy的在线辐照实验发现,激光器的输出功率在辐照初期呈指数衰减,降到最低值之后,会出现小幅的回升,然后趋于稳定。通过计算光纤激光器在两种辐照方式下的功率退化率随辐射剂量的变化规律后发现,在辐照的初期,在线辐照激光器的功率退化率较大,但是随着辐射剂量的增加,两种辐照方式下激光器的功率退化率逐渐趋于一致。采用光纤辐致损耗的色心理论对实验结果进行了初步解释。

基于粒子图像测速(PIV)技术,测量了闭合循环脉冲XeF(C-A)蓝绿准分子激光器增益区的流场。研究了放电区域内流场中心区、近激光窗口区和过渡区在未放电条件下定常流场的流速特征及放电后不同时刻的流场形态,分析了放电后流场的恢复时间与风机转动频率、放电电压的关系。结果表明:在近窗口区域,存在流速缓慢的涡流;在流场中心区,流速较大且分布均匀;放电后瞬态出现了流速极慢的流场停滞现象。

放电引发重频HF/DF激光器具有的波长和功率优势使其成为当前中红外激光技术研究的热点之一。介绍了在利用紫外预电离横向放电结构建立的放电引发重频HF激光装置上，通过对气体循环系统增益区流场结构分析和注入管道结构的优化设计开展的重频能量稳定输出实验研究。实验结果表明，通过管道结构的优化设计，放电增益区流场均匀性得到明显改善，气体置换的最低流速达到6.5 m/s，激光器稳定运行频率由60 Hz提高到100 Hz，且稳定体放电的单位体积放电沉积能量由1.6 J/(ml?atm)(1 atm=1.013×105 Pa)提高到2.0 J/(ml?atm)，激光平均功率达到40 W。

闭合循环运行是实现高功率重复频率HF激光器小型化、实用化的重要技术途径。为了实现闭合循环电激励重复频率HF激光器激光能量的稳定性输出，研究闭合循环HF激光器的流场特性，建立了激光器管道的数学仿真模型，利用流体分析计算软件ANSYS，分析了激光器内增益区气体介质流场分布。根据流场分布均匀性要求，提出了增益区的注入段和传输段的不同的结构假设，对不同结构条件下流场进行了模拟计算及分析。最终设计了均匀性更佳的通流管道，并实验测量了激光器内增益区气体介质的流速分布，实验结果与理论仿真一致。

高功率重频HF/DF激光因其具有的波长和功率优势成为当前中红外激光技术发展的热点之一。介绍了利用紫外预电离横向放电结构和工作气体循环系统建立的放电引发高功率重频HF/DF激光装置。在对激光工作介质SF6/C2H6混合气体放电特性和激光输出特性研究的基础上，开展了强电负性气体的重频均匀体放电技术和气体快速循环置换技术研究，解决了泵浦源重频放电能量在气体介质中的有效沉积和提取问题，实现了激光器50 Hz的重频稳定运行和能量稳定输出，HF激光的平均功率达到28 W，脉宽100 ns，峰值功率5.6 MW。

小麦粉的质量安全一直备受社会各界关注。 在比较生石灰、 熟石灰和碳酸钙的近红外光谱特征的基础上, 采集了掺入不同含量的生石灰、 熟石灰和碳酸钙的小麦粉样品的近红外漫反射光谱。 采用偏最小二乘算法结合交互验证算法建立了石灰和碳酸钙的近红外定量校正模型, 采用外部检验集对各模型进行外部验证。 结果表明, 石灰、 碳酸钙的模型测定系数（R2）分别为99.80%和96.98%; 校正集均方根误差分别为0.19和0.34; 交互验证集均方根误差分别为0.26和0.75; 预测集均方根误差分别为0.63和0.44; 相对预测性能RPD分别为8.57和5.24。 模型具有较高的精度, 可以满足小麦粉中石灰含量的现场快速检测要求。 F检验结果表明, 模型的校正集、 外部检验集的预测值-化学值之间具有极显著的相关关系。 本研究可为小麦粉快速质量安全筛查提供参考方法, 对小麦粉质量监控具有重要意义。

研究了一种通过改变波导内场分布的旋转对称性，可将高功率微波源输出的TEM模或TM01模转换为TE11模的径向线型模式变换器。介绍了该模式变换器的基本原理，即采用金属插板将同轴波导TEM模变换为4路90°扇形波导TE11模，各路扇形波导间所需的输出相位差通过将扇形波导转换为双层径向线传输来实现。基于这一原理，设计了一个中心频率为1.6 GHz的同轴TEM-TE11模式变换器，并进行了数值模拟计算，结果表明该模式变换器具有较高的功率容量，中心频率处反射系数为0.05，模式转换效率为99%，在1.52~1.68 GHz的频带范围内，模式转换效率大于90%。

显微近、 中红外成像不仅可以获得样品的光谱信息， 而且可以获得样品的空间分布信息， 这是传统的近、 中红外光谱分析所无法比拟的。 该文以外观非常相似的聚乙烯膜(材料Ⅰ)和封口膜(材料Ⅱ)为研究对象， 分别采集了样品的显微近、 中红外图像。 针对两种材料进行化学成像和相关光谱成像， 比较并讨论了每种材料的两种成像方法。 结果表明， 材料Ⅱ的显微近、 中红外化学成像中， 两种材料化学成像值相差分别为0.004 8和0.254 8； 材料Ⅰ的显微近、 中红外化学成像中， 两种材料化学成像值相差分别为0.002 6和0.326 5； 近、 中红外谱区的显微成像皆可得到两种材料清晰的成像， 从而可区分两种材料。 对两种材料相关光谱成像的研究表明， 分别以两种材料的近、 中红外光谱作为参比光谱的相关光谱成像可以明显地区分两种材料， 成像结果较清晰； 显微中红外相关光谱成像中， 两种材料的光谱和参比光谱的相关系数差异大于0.12， 成像结果更清晰； 而显微近红外相关光谱成像图可利用图像中两种材料光谱和参比光谱相关系数的细微差异区分两种材料。 该研究为农产品包装材料安全性的快速判别提供一定的参考， 并为显微近、 中红外成像分辨不同材料提供一定的成像方法参考。

为了实现高功率微波的多路等幅同相功率分配, 提出了一种新型的使用单圈探针耦合的多路径向线功率分配器。通过对新型探针耦合特性的分析, 设计了一个S波段的16路功率分配器模型, 并对该模型进行了数值模拟和实验测量。实验结果表明：该功率分配器在2.55~3.15 GHz的频带范围内, 驻波比小于14, 插入损耗小于0.3 dB, 输出幅度不平衡度小于±0.5 dB, 输出相位不平衡度小于±5°, 可以在较宽的频带内实现微波的等幅同相功率分配。