为更好地研究脉冲激光清洗技术在还原炉专用钢316L金属表面中的应用,提升金属表面去污效果及耐腐蚀性能,基于多晶硅还原炉的主要工作环境影响因素,对其母材316L不锈钢进行工艺试验研究,并利用SEM、XRD、EDS等检测技术对试验清洗结果进行了检测。通过两级（微观和宏观）联合评估选出最优参数及表面,并对其进行电化学强酸介质腐蚀试验检测。结果发现通过激光清洗后的316L不锈钢表面洁净度高且耐腐蚀性能得到提升,为还原炉内壁表面的清洗及应用提供一定的参考意义。

为获取高密度热流烧蚀对石英/环氧透波材料电性能的影响机理, 利用连续激光作为加载源开展了烧蚀实验, 对材料的介电常数进行测试; 通过环氧树脂、石英纤维的TG-DSC分析, 得到了石英/环氧透波材料的热损伤演化过程; 利用透射红外光谱法、X射线衍射法测试激光烧蚀后材料表面的红外吸收光谱和晶态物质, 并结合扫描电镜观察了材料表面的烧蚀形貌。结果表明：在7~17 GHz激光频率下进行烧蚀后, 材料的介电常数约为4.5, 较烧蚀前增大了近50%; 激光烧蚀导致材料的介电常数增大, 这是由于激光烧蚀使环氧树脂发生热分解、裂解, 在其表面原位生成了具有导电能力和呈岛链状分布的石墨化碳所致; 激光烧蚀造成材料表面粗糙、疏松, 使得材料对电磁波的反射、散射作用增强, 对电磁波的透射能力减弱。

基于金属电子气模型, 进行了温度、压力对Au反射率变化影响的研究与分析。利用DAC装置开展了压力对Au反射率变化测量实验, 以及激光加热的动态温升条件下温度对Au反射率变化测量实验, 获得了探测光束波长为488 nm条件下, 温度(室温至350 ℃)和压力(11 GPa范围内)对Au反射特性影响的实验结果。结果表明: 在11 GPa压力范围内, 与温度因素相比, 压力对Au的反射率变化影响可忽略; Au对488 nm波长激光的反射率变化趋势为单调递增, 变化幅值达约10%, 且具有反射率与温度的一一对应特性。通过动高压加载下材料温度瞬态测量要求分析, 认为基于Au在488 nm波长下的反射变化特性, 可建立一种适用于动高压加载下低温段(低于1000 K)的瞬态测温方法, 用于解决材料动高压领域的瞬态测温技术难点。

无气流和切向气流马赫数分别为0.50,0.85条件下,开展了碳纤维/环氧材料激光辐照损伤特性研究实验,对碳纤维、环氧树脂和复合材料热失重曲线、温度历史曲线以及实验后复合材料损伤形进行分析,结果表明:由于切向气流阻止材料燃烧且对材料表面起冷却作用,无气流条件下材料的热损伤区域远大于激光辐照区域,与切向气流条件相比,材料后表面温升时间长、温升幅值高;在切向气流环境下,由于气流作用使得材料的损伤包括烧蚀损伤和断裂损伤;从损伤形貌和后表面温度历史、温升速率比较来看,在切向气流马赫数为0.50~0.85的速度范围内,碳纤维/环氧材料在切向气流和连续激光(102 W/cm2量级)联合作用下的损伤差异不明显.

利用超音速气流环境模拟装置, 开展了自然对流和马赫数为3切向气流下, 1064 nm连续激光辐照TA15钛合金和LY12铝合金热响应实验研究, 得到了材料在两种条件下的温升曲线及熔穿时间。结果表明: 在激光辐照材料未使得其表面发生熔化前, 气流对材料激光辐照过程中的冷却效应较为明显, 在表面发生熔化时, 熔化的液态物质在气流切向力剥蚀作用下被吹离材料表面, 使得激光继续作用在材料上, 熔化→剥离→熔化→剥离如此反复, 可加速熔穿过程; 此外, 切向气流将影响钛合金这类热扩散系数较低材料的温度场分布, 使得气流下游处的温度高于上游, 而对铝合金这类热扩散系数较高的材料而言, 影响不明显。

利用亚声速气流环境模拟系统, 开展了自然对流及马赫数为0.4和0.8切向气流条件下, 1 064 nm连续激光辐照TA15钛合金材料热响应实验研究, 得到了材料的温度历史曲线数据。通过分析实验结果表明: 在激光辐照材料未使得其表面发生熔化时, 切向气流对材料激光辐照过程中以冷却效应为主, 随着气流速度的增加, 冷却效果明显。同时切向气流影响着材料的温度分布, 沿气流流动方向, 气流对下游区域的冷却效果低于上游区域。

以光束穿过三维高速流场为物理模型,研究了由于辐射加热气流对流场的干扰及激光束穿过流场后光束远场的分布。应用二维哈特曼波前测量系统,对高功率光束在风洞高速气流传输中的气动光学效应进行了测量。结果表明，气流未电离情况下，激光与高速气流相互作用对气流的温度、密度等参数影响很小，通过该区域流场的光束波前基本没有变化。

利用积分球绝对测量法，对在20 Pa真空缺氧、1 000 Pa空气,105 Pa空气及1 000 Pa氧气环境下，1 064 nm波长连续激光辐照30CrMnSiA碳钢材料过程中的反射光信号进行了测量，得到了30CrMnSiA碳钢在4种辐照环境下的反射率和温度变化曲线。结果表明：在空气组分辐照环境的低压到105 Pa范围内，材料初始反射率随压力增大而增大；在缺氧和富氧环境的激光辐照过程中，缺氧环境下材料反射率变化缓慢，且变化拐点温度高于富氧环境，富氧环境下材料被加热后的快速氧化反应有利于材料对激光能量的吸收;不同辐照环境（缺氧和富氧）相同材料温度条件下，材料反射率并不相同。

以积分球反射率测量装置平台为基础，开展了大气和真空环境下，连续激光辐照30CrMnSiA碳钢材料加热效率实验研究，得到在大气常压、20Pa和0.4Pa真空环境下，30CrMnSiA碳钢材料的温度历史曲线，以及辐照过程中材料表面反射率变化曲线。在大气环境下，激光加热诱导30CrMnSiA碳钢发生剧烈的氧化放热反应，材料的反射率大幅下降，导致材料温升迅速，最后熔穿；而在真空环境下，材料氧化反应缓慢，反射率变化较小，致使材料温升缓慢。结果表明：大气和真空环境下，连续激光对30CrMnSiA碳钢金属材料的加热效率差异明显，大气环境高于真空环境。

为了测试在冲击波或爆轰波作用下各种材料样品的自由面速度随时间变化的过程，提出了一种利用法布里－珀罗(F－P)光学共振腔的选频特性进行多普勒频移绝对量的检测来连续测量飞片运动速度的方法，建立了一套基于此方法的测量装置，并利用金属箔电爆炸驱动聚酰亚胺薄膜飞片装置对所研制的F－P干涉测速仪进行了原理性实验验证。利用所研制的F－P干涉测速仪测量了飞片速度在60ns的时间内由静止加速到大于3km／s的速度的全过程，测量数据的不确定度小于5%。与其它激光测速装置相比，该干涉仪具有体积小、结构简单紧凑和成本低的特点，在爆轰物理与冲击波物理实验研究中具有较好的应用前景。