由于涡旋光具有内禀的拓扑荷（TC）属性，其作为空间光通信的载体会拥有更高维的希尔伯特空间，故基于涡旋光的光通信将明显提升信道容量和安全性。在光通信的信道接收端，需要准确且快速地识别TC以解码所传输的信息。将偏振态维度引入到TC的识别过程中，从数值模拟和实验验证两个方面研究了偏振态对TC识别的影响。通过分析马赫-曾德尔干涉仪中不同偏振态的信号光与参考光所形成的干涉图像发现，使用圆偏振态的高斯光（参考光）对圆偏振态的涡旋光（信号光）的TC识别最为有利，且在TC识别过程中具有圆偏振态的信号光与参考光对干涉光路的角度敏感性也最低。理论模拟与实验数据的吻合程度较好表明，所提的偏振干涉TC识别方案对未来高速、高容量涡旋光数千米量级的光通信具有一定的实用参考意义。

激光诱导等离子体作为一种宽光谱辐射源, 能够产生X射线、紫外、可见、红外、太赫兹以及微波波段的辐射, 可应用于天体物理、惯性约束核聚变、生物医学、材料科学、光谱分析、环境工程、信息技术、超快技术、光刻技术、成像技术、雷达技术、半导体技术等众多领域, 具有较高的实用价值。迄今为止, 有关激光诱导等离子体辐射特性的文献报道大多集中于描述激光与物质在单一波段的相互作用, 对辐射的产生机理还未完全掌握, 对完整光谱的研究综述依然比较缺乏。从电磁辐射光谱及其辐射机制的角度, 对激光诱导等离子体的辐射特性做出了系统的梳理分类, 对国内外相关团队的研究成果进行了总结和分析, 特别从不同视角探究了等离子体与光谱辐射之间的物理关系。介绍了激光诱导等离子体各个波段的辐射特点, 并讨论了影响辐射的相关因素。最后, 对红外波段和太赫兹波段的研究前景进行了展望。

为实现光合细菌(PSB)产氢过程的光分频利用, 用六硼化镧(LaB6)和壳聚糖制备了光热转换发光发热生物材料, 研究了不同LaB6纳米颗粒的生物材料在可见光下的吸光特性和光热转换特性。研究发现: 该生物材料能较好地透过510～650 nm波长的光为PSB产氢供给光能, 而其他波段的光用于激发LaB6粒子产热为PSB提供热能。LaB6纳米颗粒的吸光度及光热转换能力受颗粒尺寸影响显著, 当生物材料中LaB6颗粒平均水力直径为295 nm时, 12 min内的温升速率为0.41 ℃/min, 是载玻片的5.4倍。

为了研究调整架角度误差以及波片与光源波长不匹配对线偏振光经过1/4波片之后偏振态的影响, 本文利用坐标变换法得到1/4波片的琼斯矩阵, 并用琼斯矩阵表示各偏振态。推导出波片与光源不匹配时对偏振态的影响理论模型。当考虑到调整架的角度误差时, 对入射光偏振态以及波片的琼斯矩阵表达式做引入角度误差的泰勒展开, 最后得到和实验结果匹配的仿真曲线。仿真结果表明, 当采用808 nm 1/4波片对795 nm波长的线偏振光作用时, 在不考虑调整误差的理想情况下出射光椭圆度最高为0.974 6, 考虑调整误差时, 对应理想情况下椭圆度最高为0.96, 椭圆度最高点偏移1.72°。仿真和实验结果为进一步分析泵浦光椭圆度对原子参数的影响提供了依据。

红外焦平面器件广泛应用于**安全、空间探测、环境监测、工业控制等各个领域, 但是由于量少价高的特点, 可靠性成为其技术发展的主要瓶颈之一。盲元是红外焦平面的失效像元, 是对器件工作特性的反映, 因此, 可以用作可靠性评价和失效分析手段的重要参数。以出厂时间为界, 将盲元分为初始盲元和使用盲元, 并分析了其类型、性质、数量、位置及分布等方面的特征。根据红外焦平面器件结构特点, 从探测器、互联铟柱和读出电路三个方面分析了盲元形成原因, 全面探讨了盲元分析在研究器件损伤应力、失效位置、损伤机理上的应用, 以及准确评价器件性能和提高盲元剔除精度的可行性, 为器件结构的优化和工艺的改进提供了支撑。

为研究光反馈腔衰荡光谱技术中纹波效应的产生机理,基于所建立的腔长为49.1 cm的V型微晶玻璃衰荡腔在不同环境、不同光谱范围所测得的腔损耗谱,利用数据处理方法详细分析并讨论纹波效应的周期和振幅等典型特征.分析认为,纹波效应呈现出明显的部分干涉特点,光谱纹波的周期和振幅特性分别受折叠腔结构和折叠腔镜表面污染状态影响,而与光谱扫描区域关系不明显;这表明纹波效应主要来源于折叠腔镜表面散射场的部分干涉效应.

以巡飞攻击导弹红外成像导引头为研究对象,依据弹性力学基本原理,对系统结构模态及随机振动响应进行了理论分析并求解.建立了导引头有限元分析模型,利用ANSYS Workbench 有限元分析软件,对导引头进行了模态分析、随机振动响应分析,计算出了导引头前六阶固有频率及振型,并在此基础上对导引头进行了随机振动响应分析,在探测器和电子舱结构中各取一节点作为检测点,分析2 点在给定随机激励下的加速度响应,并对导引头进行了应力分析.计算结果表明,导引头固有频率设计合理,加速度响应能满足使用要求.

以巡飞攻击导弹红外成像导引头为研究对象,综合考虑冲击、振动两种主要的力学环境,以减振器静弹性模量为变量,根据冲击、振动环境设计要求确定约束条件,结合弹体提供给导引头的空间尺寸,设计适合本导引头的橡胶减振器.利用 ANSYS Workbench有限元分析软件,通过计算导引头在带减振情况下的固有频率及探测器加速度响应的均方根值,对减振器进行减振效果分析,并根据计算结果对减振器参数进行调整.设计出了一种既具有缓冲效果又具有隔振效果的橡胶减振器,使导引头能满足弹体的动力学环境要求,为今后类似结构的缓冲、减振设计提供借鉴.

以巡飞攻击导弹红外成像导引头为研究对象, 从理论上对系统的半正弦波冲击响应进行了分析, 给出了响应计算方法。建立了导引头有限元分析模型, 利用 ANSYS Workbench有限元分析软件, 对导弹在发射及飞行过程中导引头需承受的发射冲击和分离冲击进行了分析计算, 分析了导引头的应力、应变及探测器的加速度响应, 计算结果表明导引头能承受住发射及分离过程的冲击激励作用。

为解决小型环形激光器输出信号信噪比随腔长减小而下降的问题, 研制了一种压制He-Ne气体放电辉光的滤光片。该滤光片的中心波长为632.8 nm, 入射角为45°, 其基片是截止波长为550 nm的短波截止红色玻璃, 基片前表面镀有19层瞙系结构为{HL2HLHLHLH2LHLHLHLH2LH}的窄带滤光片, 后表面镀有4层非规整减反膜。使用离子溅射法和石英晶振膜厚监控方式制备了该滤光片, 并对其进行了反向工程拟合, 拟合的理论曲线与用Lambda950分光光度计正入射实测的透过率曲线较为吻合。将该滤光片胶合在环形激光器的输出镜后表面, 其有用的激光信号幅值基本不变, 而噪声幅值下降了约80%, 表明该滤光片从光学上使输出信号的信噪比提高了5倍, 降低了后续电路处理的负担及复杂度, 为小型环形激光器的研制起到了一定的作用。