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。

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.