本文介绍了一种波长宽、响应快的静态体三维显示系统，包括显示介质、控制系统及激光系统三部分。实验中，选取具有双频上转换效应的NaYF₄∶Er@NaGdF₄∶Yb@NaYF₄∶Er纳米晶溶液作为显示介质。控制系统选用1024×768的数字微镜显示器（DMD）及扫描振镜对红外激光进行投影，使用成像光学软件将立体图像的二维切片转换为DMD/扫描振镜的控制信号。激光系统选用1550 nm和850 nm的红外激光，用适当的光学元件调整光束和光路。最终在纳米晶的环己烷溶液中（1 mmol/mL）以30×1024×768的分辨率实现了绿色（532 nm）三维图像体的快速扫描，图像无闪烁、深度线索自然、可360°观看。该显示系统对材料性能要求不高，搭建方便，显示效果明显，为上转换材料在三维显示领域的初步研究及大尺寸体三维显示技术的探究提供了参考。

太阳双向喷流事件是过渡区重要的小尺度现象之一。 双向喷流事件的光谱特征是强的展宽和非高斯形状。 当双向喷流事件发生时, 光谱像的红、 蓝两翼分别或者同时明显增强, 其相应的多普勒速度可达100 km·s-1以上。 双向喷流事件的平均尺度约1 800 km, 寿命约60 s。 双向喷流事件出现在磁对消区附近, 且其速度与当地的阿尔芬速度相当, 普遍认为其产生机制为小尺度快速磁重联。 对其系统、 全面地研究始于SOHO时代。 SOHO/SUMER具有高时空和谱分辨率、 宽的谱线覆盖, 其观测的光谱数据为探究双向喷流事件提供了有力的光谱学诊断工具。 双向喷流事件及其他过渡区小尺度现象的相互联系已被广泛研究, 但双向喷流事件与日珥及其精细结构的关系研究还很少。 文章通过SOHO/SUMER的Si Ⅲ谱线的定点观测, 再现了爆发日珥演化的强度﹑多普勒速度和宽度演化图。 通过Si Ⅲ谱线分析, 找出宽度大于三个标准偏差的Si Ⅲ谱线, 然后进行视像筛选出双向喷流事件, 最终在爆发日珥中诊断出多个双向喷流事件, 且大多数的双向喷流事件以准周期20 min重复出现在爆发日珥的中心区域。 通过讨论, 认为日珥中心磁流管之间的磁重联导致了双向喷流事件的重复出现, 双向喷流事件产生的高速等离子体流可能是日面物质抛射的一部分, 或是跟随日面物质抛射的太阳风的一部分。

采用高质量的标准位相结构是实现光学干涉检测系统的系统传递函数精确校准及保证光学元件波前/表面中高频段信息准确检测的前提.通过对二元伪随机光栅结构和台阶位相结构两类典型表面进行模拟,分析了空间周期误差及跃变边缘陡度等制造误差对于检测系统传递函数校准的影响,并分析了检测系统CCD对二元伪随机光栅欠采样和过采样时功率谱密度(PSD)的变化.结果表明:存在同等制造误差时,二元伪随机光栅结构比台阶位相结构对检测系统传递函数中高频能够实现更高精度的校准;当对二元伪随机光栅存在欠采样或过采样时,均会造成PSD随频率的下降,可通过对理想二元伪随机光栅的高度分布进行相应的采样修正消除因采样对传递函数校准的影响.

目前, LED的应用越来越广泛, 但在信号指示灯或室内照明等领域要求其光强均匀分布。提出了一种实现均匀光强反射器的设计方法, 该方法根据能量守恒建立了LED光源与目标面的能量对应关系, 采用差分的方法求解反射器面形, 并利用光学仿真软件分析研究了反射器的出光角度与其结构参数、光强均匀度的关系。最后设计了一款半角为30°的均匀光强反射器, 其光强平台均匀度为0.96, 光强平台宽度比为0.86, 能量利用率高达99.9%, 接受面上光斑的照度均匀性也较好。该反射器同时实现了均匀光强和均匀照度。

大口径光学元件中频波前的准确评价已成为高功率激光系统中关注的焦点，元件中频波前均方根值是重要评价指标之一。根据波前中频检测频段及波前检测设备频响特性，将波前的中频区域分为两个检测频段，分别采用干涉仪和光学轮廓仪实现了中频波前均方根值的检测。采用大口径干涉仪可实现全口径波前中频区域低频段波前的检测，通过比对大口径干涉仪和采用小口径干涉仪结合分块融合平均方法的检测结果，提出采用分块融合平均方法也可检测相应频段全口径波前均方根。采用光学轮廓仪通过离散采样的方法检测大口径元件中频区域高频段波前均方根，针对不同离散采样方式的实验结果表明: 3×3的采样方式能满足对410 mm×410 mm口径元件中频区域高频段波前均方根的检测。

干涉仪系统传递函数能有效地表征系统相位成像的性能。通过假设干涉成像系统是复振幅的线性平移不变系统，模拟计算正弦相位光栅和相位台阶这两类标准相位物体的成像，确定干涉仪系统传递函数。数值分析结果表明：系统传递函数随着波像差的增加而减小；干涉成像系统对小幅度相位（远小于1 rad）成像是近似线性的，而对大幅度相位(大于0.5 rad）成像则是明显非线性的。当正弦相位的幅度为1时，系统传递函数在1/2和1/3截止频率处出现明显的急剧下降。高度为π/2的相位台阶成像时，系统传递函数随着空间频率的增加而缓慢地降低。

大口径长焦距透镜的波面检测目前仍没有一种行之有效的方法。为解决此问题，结合塔尔博特效应、叠栅条纹检测等现有技术手段，提出一种通过子孔径波面二维扫描对长焦距大口径透镜进行波面检测的新方案，并改进传统测量光路，兼顾测量精度和工程化，完成测量样机的研制。该方案通过子孔径波面二维扫描的方法获取子波面斜率，再通过以泽尼克多项式为基底模型、奇异值分解的模式法重构波面。经与WYKO激光干涉仪测量结果比较验证，测量方案正确可靠，测量样机能够应用在实际测量中。

利用离散偶极近似(Discrete dipole approximation, DDA)方法分析了入射光偏振状态 对单个金纳米棒状颗粒的光学性质的影响,并给出了单个金纳米棒状颗粒底面和 剖面的近场分布图,对于设计实现基于金属微纳结构的纳米光子器件具有一定的指导意义。研究结果表明,不同的 入射光偏振方向会激发不同的表面等离子体模式(横向表面等离子体共振和纵向表面等离子体共振), 这将影响棒状颗粒的消光谱峰和近场分布。

基于正交偏振干涉法,建立了KDP晶体折射率非均匀性的检测系统,并可实现晶体相位失谐角的间接检测.波前检测系统实现了测试光偏振态的精密控制与切换，采用波长调谐相移的方法去除了测试过程中参考面倾斜引入的误差，优化了抗振动相移算法，提高了波前测试的测量准确度及重复性.通过折射率非均匀性分析算法的设计，解决了晶体厚度变化引入的误差等.小口径晶体元件的测试结果表明系统的折射率非均匀性检测准确度(均方根值)优于10－6.

光学元件亚表面缺陷的有效检测已成为高阈值抗激光损伤光学元件制造的迫切要求。基于全内反射照明原理开展了全内反射显微技术检测光学元件亚表面缺陷的实验研究。结果表明:全内反射显微技术可有效检测光学元件亚表面缺陷;入射光偏振态和入射角度会影响元件内界面下不同深度处驻波形式照明强度的分布,对于可见度发生明显改变的微小缺陷点能衡量出其一定的深度尺寸范围;利用显微镜精密调焦对界面下一定深度处缺陷成像,可知缺陷点的位置深度。