水下信道中存在大量的悬浮藻类粒子，对激光信号传输特性有显著的影响。基于广义Mie理论，建立了水下悬浮球形藻类粒子对拉盖尔-高斯（LG）涡旋光束的散射模型。首先，数值仿真了单个悬浮球形藻类粒子对LG涡旋光束散射特性的影响，并计算了粒子半径、束腰半径、涡旋光阶数和拓扑荷数对其微分散射截面的影响。然后，进一步讨论了水下悬浮球形藻类粒子群对LG涡旋光束微分散射截面的影响。结果表明：对于水下单个悬浮球形藻类粒子，微分散射截面随粒子半径、涡旋光阶数和束腰半径的增大而增大，随涡旋光拓扑荷数的增大而减小；对于水下悬浮球形藻类粒子群，微分散射截面随涡旋光阶数和束腰半径的增大而增大，随涡旋光拓扑荷数的增大而减小。

设计合成了一种A-π-D-π-A型的双光子荧光染料3,6-双(4-乙烯基苯腈)-9-乙基咔唑, 测试了其在二氯甲烷(DCM)、乙酸乙酯(EA)、乙醇(EtOH)、乙腈(ACN)、二甲亚砜(DMSO)和磷酸缓冲盐溶液(PBS)等不同溶剂中的紫外吸收光谱、单光子及双光子荧光光谱。化合物3,6-双(4-乙烯基苯腈)-9-乙基咔唑在紫外吸收光谱中存在两个相似的特征吸收带并呈现出复杂的溶剂化效应, 在DMSO中具有最大荧光量子产率(86.02%), 其相应的活性吸收截面为12.56 GM。在双光子荧光成像方面, 染料分子具有优良的细胞膜通透性并且在双光子荧光显微镜下呈现出明亮的绿色荧光, 表现出较好的双光子荧光成像性能。这些数据表明, 化合物3,6-双(4-乙烯基苯腈)-9-乙基咔唑可用作一种较为理想的双光子荧光标记染料。

为了研究尘埃等离子体中带电尘埃的粒子半径、粒子浓度和带电荷数对量子通信性能的影响, 首先根据Mie散射理论得到单个带电尘埃粒子的光散射截面; 然后通过粒子浓度求出总的消光截面, 得出链路衰减的数学模型, 提出了带电粒子特性与量子纠缠度的关系; 针对退极化信道, 当单个尘埃粒子所吸附带电粒子的个数为50时, 给出了尘埃粒子半径、粒子浓度与信道容量和量子误码率的定量关系. 仿真结果表明, 当量子信号的传输距离为10 km时, 尘埃粒子浓度从1×1010 m-3增加到10×1010 m-3, 信道容量从0.672 6降低到0.107 5; 尘埃粒子半径从0.1 μm增加到10 μm时, 量子误码率由1.334×10-3增加到5.309×10-3. 由此可见, 尘埃等离子体中带电尘埃粒子的半径和浓度对量子卫星通信性能有显著的影响. 因此, 为确保量子通信的可靠性, 应根据所探测到的等离子体环境的状况, 调整卫星通信系统的各项指标参数.

基于表面等离激元受激辐射放大（SPASER）机制，提出了一种硅-金-硅三层核壳偏心纳米天线，并利用有限元法分析了其多波长散射特性.结果表明：在SPASER机制下，该纳米天线产生极大的散射光强度，且工作波长的数目随着硅核偏心率的增加而增加；当硅核的偏心率为9 nm 时，该纳米天线有4个共振峰，分别位于615 nm、 656 nm、724 nm 、847 nm，其对应的散射强度比非SPASER机制的纳米天线的散射强度高104倍；该纳米天线的散射波长还可以通过改变入射光的偏振角调节.基于SPASER机制的纳米天线对于设计多波长纳米激光器具有指导意义.

为了获得不同温度下掺铒光纤的吸收截面谱和发射截面谱，理论分析了掺铒光纤损耗系数、吸收截面和发射截面与温度的关系。实验研究了损耗谱，吸收截面和发射截面谱随温度的变化。利用截断法测量掺铒光纤的损耗谱，通过损耗谱得到吸收截面谱，然后利用McCumber 关系算出发射截面谱，研究表明波长小于1536 nm 时，损耗系数随着温度降低而增大，波长大于1536 nm 时损耗系数随着温度的升高而增大。

利用770 nm脉冲激光激发基态K原子到K(4P1/2)态, 在样品池中, 利用原子荧光光谱方法, 测量了K(4PJ)和N2、He碰撞的精细结构转移截面和碰撞猝灭截面。在不同N2、He气体密度下, 通过对4P1/2→4S1/2共振荧光与4P3/2→4S1/2转移荧光的时间积分荧光强度进行测量, 得到其荧光强度比与N2、He密度成线性关系。从荧光强度比R与 (Nv)-1线性关系图中的直线斜率可以得到4P1/2→4P3/2转移截面为(2.77±0.69)×10-15cm2和4P3/2→4P1/2的碰撞转移截面为(1.62±0.41)×10-15cm2, 从直线的截距计算出K(4P3/2)与N2、He的碰撞猝灭截面为(0.40±0.12)×10-15cm2和(0.60±0.18)×10-16cm2。

合成了一系列全氟羧酸钕2,2’-联吡啶配合物： Nd（CF3COO）3·Dipy， Nd（C2F5COO）3·Dipy 和Nd（C3F7COO）3·Dipy， 并通过红外光谱、 元素分析、 热分析、 紫外可见近红外吸收光谱和荧光光谱对其进行了表征。 配合物的分解温度都高于260 ℃， 最大失重温度超过340 ℃， 说明它们具有良好的热稳定性。 全氟羧酸的碳链长度和钕离子配位结构的差异， 引起配合物的吸收跃迁强度的变化。 根据紫外可见近红外吸收图谱， 计算获得了Judd-Ofelt 参数和受激辐射跃迁特性。 配合物的受激发射面积分别为： 3.63×10-20， 2.36×10-20和1.49×10-20 cm2， 可以和文献报道的无机材料媲美， 它们将是非常有潜力的液体激光介质。