利用频率为2450 MHz,功率可调范围为0～600 W的微波源放电激励烷基碘化物C2H2F3I,观测了碘原子1.315 μm发射谱,并分析了微波激励过程中发生的主要动力学过程。不同压力下重复实验,在介质气体压力分别为50 Pa,60 Pa和160 Pa时均观测到了1.315 μm处的波峰输出,这说明通过微波激励C2H2F3I可以产生1.315 μm的发射。此外,还采用放大自发辐射(ASE)法研究了微波激励C2H2F3I条件下1.315 μm发射谱的增益特性。测量小信号增益系数时加入缓冲气体He,在总压力为150Pa(C2H2F3I和He以1:2混合)和微波源功率为400 W时测得微波激励C2H2F3I条件下1.315 μm发射谱的小信号增益系数为1.02% cm-1。

利用微波放电激励高纯氮,并采用放大自发辐射法,研究了不同微波激励功率和不同N2气压条件下N2分子二聚物352.3 nm辐射的增益特性.给出了沿放电管轴线N2分子二聚物352.3 nm辐射的小信号增益系数随微波激励功率和充入放电管N2气压变化的规律.研究结果表明当微波功率大于100 W时,充入N2气压在330～1 800 Pa范围内,N2分子二聚物在352.3 nm处存在受激辐射特性.当微波功率为500 W,充入放电管的N2气压为1 100 Pa时,N2分子二聚物352.3 nm辐射的小信号增益系数最大为1.08% cm-1.另外,还给出了N2分子二聚物352.3 nm辐射增益沿放电管径向分布情况. N2分子二聚物352.3 nm辐射的增益系数在放电管中心最小,接近管壁时最大.

采用分子轨道从头算方法,分别在HF、MP2和B3LYP水平下对三种全氟烷基碘化物分子CF3I、C2F5I和n-C3F7I的振动红外光谱和喇曼光谱进行理论计算,给出了各频率所对应的振动模式对称性、红外谱线相对强度及喇曼活性.结合计算值和实验值对三种全氟烷基碘化物分子的振动光谱进行了讨论,结果表明理论计算值与实验观测值吻合得很好.

为改进传统分束光栅的设计中不考虑光栅的实际周期长度、光栅深度、基底厚度等因素对各透射级次光波振幅的影响,设计结果与实际制作光栅的分束效果相比差距较大的不足之处,基于矢量衍射理论,提出了光栅分束器的改进设计方法.改进前后的主要不同之处在于计算透过率函数时是否考虑光栅实际参数对入射光的影响.由于比传统方法的设计基础更严格,因而从与实验结果的对比情况看,改进方法提高了设计结果与实际情况的符合程度.

提出一种用以实现激光光束耦合叠加的方法.采用共轭梯度算法进行的二维数值模拟结果表明,在衍射光学元件位相16阶量化的情况下,可以实现的理论效率、误差分别为94.8%,2.4%,并对误差进行了分析.

提出了用复合轴瞄准控制方法实现卫星光通信跟瞄控制,以提高卫星光通信中跟瞄系统的性能.提出了粗瞄和精瞄系统的模型,并分别设计了控制器.在此基础上,建立了一套跟瞄控制模拟系统.结果表明,所设计制作的跟瞄模拟系统在跟踪的匀角速率运动时的最大跟踪角度偏差仅为14μrad.

在已设计的16阶用于将He-Ne基模高斯光束转换为厚环形光束二元光学元件基础上,模拟计算了输入光束光斑半径变化对所设计的二元光学元件整形环效果的影响,模拟结果显示,当光斑半径偏离设计值在±50μm范围内,环上均匀性的均方误差不超出设计值的5%.同时,给出了输入光斑半径为1.745mm时的实验结果及660nm半导体激光实验结果.

对激光星间链路中的天线扫描捕获技术进行了理论分析和模拟实验研究.首先建立了天线扫描捕获理论模型,在此基础上对影响系统捕获性能的各主要参量之间关系进行了数值仿真分析.设计实现了一套天线扫描捕获实验室模拟系统,通过模拟实验对部分数值分析结果进行了验证,实验结果与数值分析结果基本符合.

理论上通过从头算法(abinitio)计算强相互作用的N2分子二聚物可能存在的6种点群构型的势能曲线,证明N2分子二聚物以D2h对称群构型存在,且存在电偶极允许的类准分子跃迁a1B2g→a1B3u,并计算了a1B2g→a1B3u跃迁的荧光谱.估算了N2分子二聚物(336.21nm)的小信号增益系数.利用微波(2.45GHz)激励高纯氮,实验观测了N2分子二聚物的系列荧光谱带,并利用放大自发辐射(ASE)法测量N2分子二聚物(336.21nm)的小信号增益系数,在误差范围内与理论估算基本一致.最后从理论上估算了N2分子二聚物激光振荡的输出功率.