为研究光伏探测器瞬态响应特性在短脉冲激光作用下的变化规律, 以一种室温下零偏压工作的HgCdTe光电二极管为实验对象, 测量了该器件对脉冲宽度约16 ns的不同强度响应波段内激光的响应信号波形。在探测器的对数线性响应区内, 随着入射激光能量密度从约7.2 nJ/cm2增大到75 μJ/cm2, 响应波形的宽度逐渐增大, 半高宽约由55 ns增大到235 ns, 底宽约由170 ns增大到380 ns。脉冲响应波形的展宽意味着器件的瞬态响应特性发生了退化。通过分析强注入条件下光电二极管准中性区光生载流子扩散过程, 以及结电场与结电容变化对过剩载流子输运过程的影响, 对上述光伏探测器瞬态响应特性退化的特征进行了机理解释。

为了实现激光在放大器多程放大及靶面高指向精度，介绍了高效准分子激光系统多路光束自动准直技术的研究工作。提出利用双叉丝阵列像传递光路，分别在输入光路和输出光路上设置叉丝阵列作为近远场基准，解决了光路中无天然准直基准及多路并行准直等问题。搭建了预放大器II的三路双程激光自动准直系统，验证了该方法的可行性，并利用成像系统和反馈控制结构实现了自动准直系统的联调实验。

研究了基于准直光束成像的准分子激光主振荡功率放大(MOPA)系统的多路光束自动准直，实现了激光在放大器中的多程放大及高的靶面指向精度。采用352 nm He-Cd激光作为准直光源，提出了多光束感光屏同步接收与可见光CCD荧光成像相结合的复合图像采集技术，解决了自动准直系统多路激光的近场、远场图像获取问题。利用图像区域分割处理方法编制了准直信息处理软件，实现了对多光束的自动准直闭环反馈控制。最后，结合准分子激光MOPA系统中的预放大器光学设计进行了自动准直验证实验。结果表明: 准直成像光强可调谐倍数为300，成像系统在放大器窗口处固有误差占放大器口径比例小于设计值1.08%，3路激光的自动准直时间为40 s，完全满足放大器的几何填充和能量提取要求。

针对红外焦平面阵列强度响应的非线性失真现象，本文提出了一种基于单波长激光器测定红外焦平面阵列非线性校正曲线的方法，设计出用于测量的实验装置，并通过实验研究获得了实测的非线性校正曲线。结果表明，该方法规避了红外焦平面阵列光谱响应不均匀性的影响，满足了装置器件在工程技术中通用性和实用性的需要，在简单易行的同时保证了较高的测量精度。

为解决光纤布拉格光栅(FBG)传感器温度和应力交叉敏感问题，研究了一种FBG双参数传感器。基于FBG测温、应力测量的基本原理，分析了FBG双参数传感器的工作原理。对设计的FBG双参数传感器进行了实验研究，得到了双参数传感器的温度及应力测量线性度及响应灵敏度，并给出了温度及应力两个参数共同作用下去除交叉敏感测量结果。测温光栅动态范围0 ℃～100 ℃，响应灵敏度为12.2 pm/℃；封装后应力响应灵敏度为1.79 pm/N。研究结果表明，在FBG应力测量过程中，该方法不仅可以有效去除温度交叉敏感问题，同时还可以实现温度及应力两种参数的准确测量。

设计了一种用于高重复频率脉冲激光能量测量的峰值保持电路。电路由电荷积分器、2阶低通滤波器、时间延迟触发器和峰值保持器组成，通过将光电流脉冲转换成电压脉冲，电压脉冲的峰值与对应电流脉冲所包含的能量成正比。实验测量结果表明：该电路可以测量脉宽＜10 ns，重复频率≥2 kHz的重频窄脉冲激光的脉冲能量，且工作稳定，其线性动态范围≥140倍。该电路可应用于光电阵列探测系统中，能实现较高的空间分辨力。

为了在复杂电磁环境下远距离传输超快脉冲电信号，采用电光转换法将超快脉冲电信号转化为光信号，光信号经数公里光纤传输，在光纤末端采用光电转换法恢复超快脉冲电信号，成功研制了宽频带模拟光纤传输系统。系统的性能指标频带宽度为(0.0003~3)GHz，带内平坦度为±1dB，线性动态范围为40dB(100倍)，输出噪声峰峰值小于5mV，驻波比优于2；该传输系统可应用于高功率微波实验。结果表明，采用电光转换和光电转换技术的模拟光纤传输系统可用于超快脉冲诊断中的信号传输。

以热释电探测器的工作原理为基础, 研究了热释电探测器对重频脉冲激光的瞬态响应特性, 建立了热释电探测器对单脉冲激光辐照响应的工作模型, 分析了影响探测器频率特性的主要因素。根据材料和结构参数模拟计算了实际应用中的响应模型。设计了信号检测电路并对其进行计算仿真。完成了探测器的频率响应、脉宽响应等实验测量, 验证了热释电探测器用于高重频、窄脉冲激光能量测量的可行性。

受激布里渊散射(SBS)是光纤中一种非常重要的非线性效应，并且其阈值较低，在光纤中极易产生，造成光纤系统中作为信号载体的入射光的能量损耗，并且其后向散射光有可能对光源造成损害，从而限制进入光纤功率及系统的传输距离。从受激布里渊散射的基本原理出发，分析讨论了受激布里渊散射阈值与光源调制频率、光源线宽、光纤长度及损耗系数的关系。设计并搭建了实验系统，实际测量得到了19.5 km的G.653光纤受激布里渊散射阈值，实验结果与理论计算吻合。

到靶能量和光斑分布参数是评价高能激光系统性能指标的重要参数，为准确测量中红外高能激光系统远场能量和功率密度的时空分布，采用热吸收和光电探测相结合的测量方法，研制了可用于大面积、长脉冲中红外高能激光测量的复合式光斑探测阵列。探测阵列由石墨热吸收单元和PbSe光电探测器阵列、信号调理放大电路、数据采集单元和信号处理单元等几部分组成，有效测量面积为22 cm×22 cm，光斑测量空间分辨率为2.2 cm，时间分辨率为20 ms，能量测量不确定度小于10%，功率密度测量不确定度小于15%。采用该系统，可实现高能量、大面积中红外高能激光光斑参数的综合测量。