原子物质波的干涉现象是原子物理和量子光学的一个重要分支, 肇始于原子在晶体表面的衍射和原子钟中的分离场技术。由于极高的稳定性和准确性, 原子干涉已成为一个成熟而强大的工具, 在现代科学技术中特别是在惯性测量领域都有非常重要的应用。回顾了原子干涉仪中用到的相干动量操控技术, 包括 Raman双光子跃迁、Bragg衍射以及Bloch 振荡等, 并在此基础上进一步总结了大动量转移技术的实现方式, 对比了不同方式的优缺点, 重点介绍了各种方法的使用范围及最新研究进展。

为了将声光移频器(AOFS)应用至光锁相环路中实现锁相环路快速精密调谐, 并保证相干接收机接收信号的质量, 介绍了AOFS的移频原理以及在锁相环路中的动态工作模式, 对AOFS的插入损耗特性进行了系统的研究, 着重分析了AOFS驱动器功率变化以及移频过程中频率变化对插入损耗的影响。设计并搭建了基于光拍频方法的1550 nm AOFS插入损耗测量实验系统, 测试得出AOFS在各种外界调制信号影响下插入损耗的变化规律, 分析了多种影响因素共同作用下插入损耗的整体动态变化趋势并进行实验验证。根据实验分析结果对AOFS驱动功率进行优化, 结果表明, 将驱动器功率设置为1 W, 相比于25 mW驱动功率, AOFS插入损耗值在移频范围内整体下降15 dB, 最大相对插入损耗值下降1 dB。

针对中红外光电探测器光谱响应度精确测量时，要求提高中红外激光器功率稳定度这一问题。提出了一种对中红外激光器功率进行稳幅的方法，基于声光调制器布拉格衍射原理、采用光反馈闭环控制技术实现了对中红外激器光功率的稳定控制。详细介绍了该方案的光路设计、控制电路原理及控制算法，在此基础上研制了一种中红外激光功率稳定器。采用该功率稳定器对3.39 μm He-Ne激光器的输出光进行了稳幅实验。结果表明，该装置可将中红外激光器输出功率稳定度从8%提高到0.4%。可很好地满足中红外探测器光谱响应度测试的需要。

采用严格耦合波理论，数值计算了不同参量下周期性极化铌酸锂晶体的电光衍射性质.研究表明：周期性极化铌酸锂晶体的周期性畴反转结构在电场的作用下相当于折射率衍射光栅，衍射性质和晶体的几何结构、周期、施加电场和入射角密切相关.以布喇格角度入射并满足布喇格衍射条件时，0级衍射光能量随施加电场的增大周期性地转化到－1级的衍射光中，最大转化效率达100%，增大周期性极化铌酸锂晶体的长度可以有效地降低转换电压值；以布喇格角度入射但光传输不满足布喇格衍射条件时，0级衍射光和－1级衍射光不能进行100%的能量转换，同时调制的周期性受到破坏.以布喇格角的倍数角入射时，0级光能量可以转化到相应的其他较高衍射级次，其中奇倍数衍射级的最大转换效率可达100%.研究结果为基于PPLN的集成电光器件设计提供有价值的参考.

为实现成像光谱仪系统的直视性和小型化特点，设计一种棱镜-光栅-棱镜(PGP)结合式元件，作为分光系统的成像光谱仪光学系统装置。系统主要包括PGP分光原件、准直系统、成像系统和接收系统。光栅采用体全息相位光栅，可以获得很高的衍射效率，准直和成像镜采用对称式结构，可以有效地消垂轴像差。根据实际指标探测器像元尺寸为20 μm×20 μm，像元数为512×512，采用双像元合并方法，光谱通道数为148个，狭缝大小为10.2 mm×10.2 mm，波段在400 nm~800 nm，物方数值孔径为0.15。分析了PGP光谱成像系统的原理、特点，对参数关系和体全息相位型光栅的衍射效率进行了详细的讨论。分析结果表明：PGP元件在整个光谱范围内理论衍射效率大于0.6，采用ZEMAX软件进行优化设计，得到系统的平均光谱分辨率优于3 nm，在截止频率处平均传递数大于0.7，系统总长90 mm。

为了减少多模光纤出射光场的散斑干扰，提出了把声光布拉格衍射效应所形成的不同衍射级耦合到多模光纤中，由于衍射级具有不同的偏振态，消弱了光场相干条件，进而在出射光场中消弱了散斑场的对比度，并通过对改变声场频率后得到的散斑场对比度的分析，证实了利用各向异性晶体TeO2能够控制散斑场对比度，改善出射场的高斯分布，得出了可以利用布拉格衍射效应减少散斑场干扰的可能性。

基于晶体布拉格衍射理论，搭建了X射线背光成像系统，核心色散元件为α石英球面弯曲晶体。在中国工程物理研究院流体物体研究所“阳”加速器上进行了单色X射线背光成像实验，背光源为箍缩负载Al丝阵聚爆产生的激光等离子体X射线，成像物体为厚度100 μm的不锈钢网格阵列，接收装置得到Al丝阵聚爆的等离子体X射线2维分辨的空间单色成像，其空间分辨力为75 μm。目前实验中采用Al膜作为滤片，对Al的类He跃迁辐射线系都有吸收，得到的背光成像信噪比较小。

分析了声光效应的基本原理及布拉格效应成立的条件, 构建了声光器件特性测试实验装置。对声光器件中布拉格衍射的建立、声光调制的幅度特性及频率特性等基本特性进行了测量分析, 对声光模拟信号传输的线性特性和音频频响关系进行了研究。