针对数字体制机载多脉冲激光测距机信号处理算法引入测距误差的问题, 提出减少脉冲激光回波波形失真的降噪算法以及改善激光测距精度的校正措施, 可用于脉冲激光目标的精确定位。结合数字体制多脉冲激光目标检测过程分析数字信号处理算法引入的测距误差, 指出信号采样率限制了目标定位的距离分辨率, 低通滤波环节的非线性相频特性是造成波形失真、峰值点偏移的主要因素。然后, 针对这些问题给出了改善多脉冲激光目标定位精度的具体算法: 基于对称小波基实施回波信号小波分解, 利用改进Donoho阈值处理小波系数, 用以减小重构目标波形峰值点位置的偏移; 采用差分组合函数搜索目标回波的峰值点, 基于非对称高斯脉冲模型进行高采样率拟合, 对峰值点位置加以校正, 改善定位的精确性。通过仿真选取合适的小波基, 对比不同算法信噪比改善及峰值点定位的性能。在室外高塔开展消光比激光测距实验, 结果显示信噪比为1.5的激光目标定位精度小于2 m, 验证了多脉冲激光目标精确定位算法的性能。

多束激光的远场叠加对于提高远场靶面能量是一种有效的方法，单元光束的参数的变化对于远场合成光束都会产生影响。为了分析脉冲激光参数控制对远场能量分布的影响，利用夫琅禾费衍射积分公式导出了4束普通脉冲高斯光束合成的远场光强的解析式，并整理了激光中心波长和脉宽的改变对远场叠加后能量分布的影响之间的具体关系。通过MATLAB的数值模拟，结果表明：当光束的中心波长减小或者脉冲宽度减小时，远场能量向中心轴上汇聚，远场轴上光强增加。当轴上光强相对于理想中心波长和脉宽的远场轴上光强的变化率小于5%，中心波长变化率最大不能超过7.89%，或者脉宽变化率最大不能超过91%，因此，中心波长的变化对于远场光强分布的影响比脉宽更大。

对于实际的大口径高功率激光器而言，I/II类角度失谐三倍频系统的谐波转换规律常常偏离理想情况。为了研究其实际的谐波转换规律，以便于指导实际情况的晶体调试，研究了各种非理想条件下，比如1 ns高斯脉冲，不同波面半径和晶体损耗对三倍频谐波转换的影响。研究结果表明：高斯形脉冲的三倍频外效率绝对值比平顶脉冲降低了10%；为了追求最高三倍频外效率，由于受1 ns高斯脉冲和三倍频晶体损耗的影响，二倍频晶体的最佳内失谐角是160 μrad而非220 μrad，二倍频内部效率最佳平均值并非为67%，而是在60%~63%左右为最佳，并且晶体损耗越高，二倍频内部效率的最佳平均值越低；功率密度越高，波面半径和发散角对谐波转换的影响越大。

对一阶自傅里叶光孤子混合对信号在光纤中的演变和传输进行了数值模拟研究。所用方法为利用分步傅立叶变换方法数值求解非线性薛定谔方程, 文中并证明了算法内部不存在理论误差。结果表明: 一阶孤子与微扰的一阶孤子的相互作用以及一阶孤子对的初值稳定性依赖于起始输入的不同结构形式。一阶自傅里叶孤子混合对中的相互作用表现不同于一阶标准孤子混合对, 它类似于二阶或准二阶孤子的相互作用特性; 孤子相互作用特性不足以用孤子的阶去区分或分类。

从光纤广义非线性薛定谔方程出发,定义了用于衡量脉冲形变大小的脉冲形变因子, 定量地分析了在传输过程中脉冲形变因子、临界长度、临界功率及初始啁啾之间的关系。结果表明:在传输过程中,当 入射脉冲的峰值功率一定时,正啁啾脉冲的形变比负啁啾脉冲和无啁啾脉冲的形变小；当脉冲的初始啁啾 一定时,脉冲传输的临界长度随着传输功率的增加而降低,且随着功率的增大,不同初始啁啾脉冲的临界长 度趋于一致；在传输距离一定时,临界功率与初始啁啾呈线性变化,且啁啾的漂移对正啁啾脉冲的临界功率 影响较大。

当高斯脉冲串在光纤中运行时，脉冲功率耗散使光纤温度上升，引起光纤折射率变化，结果产生热折射噪声。在利用光孤子存储环探测引力红移时，热折射噪声会影响光孤子的运行时间，这种影响可以由研究高斯脉冲串给出。在光纤一维热传导方程的基础上，计算出了光纤温度涨落的上限，并确定了脉冲串总运行时间的上限跟脉冲串比特率的关系。通过该关系，人们可以根据运行时间的变化和测量装置灵敏度的要求来选择合适的脉冲串的比特率，从而对设计使用光孤子存储环之类的脉冲串的装置提供帮助，为光孤子存储环探测引力红移提供参考依据。