温升效应是影响激光输能光电转换效率的重要原因。为了分析温升效应对光电转换效率的影响, 采用基于COMSOL Multiphysics多物理场耦合软件和MATLAB软件联合仿真的数值模拟方法, 建立了光电池的物理模型和热模型, 得到了激光辐照时间、功率密度、光斑面积、入射角以及热辐射和热对流对温度场的影响结果。结果表明, 2000W/m2激光功率密度辐照下, 光电池温度随辐照时间先快速上升, 20s后缓慢增加, 100s达到热平衡态后温度稳定在343K; 随着激光功率密度增大, 电池温升速度越快, 达到热平衡态时的温度值越高; 激光光斑全部覆盖电池表面时, 电池表面温度差值最小; 入射角通过影响有效激光辐照功率密度来影响电池温升; 热辐射和热对流对降低光电池温度十分有利; 当激光入射角为0°、激光功率密度辐照约为2000W/m2、激光光斑面积近似为电池表面面积时, 光电池能获得最佳的光电转换效率。可见对光电池温度场进行仿真分析为研究提高激光输能光电转换效率的方法提供了理论参考。

光子晶体器件在高密度集成光通信中有广泛的应用，为解决光子晶体波导出射光场的空间控制，采用时域有限差分法分析光子晶体波导结构的缺陷传播特性，提出基于点缺陷优化波导结构，通过在波导出射口两侧加上点缺陷，出射光方向性有显著提高，实现三点光源干涉系统的光集束。模拟结果表明缺陷态越靠近能带结构中央，共振腔的耦合效率越高；相反，缺陷态越靠近能带结构边缘位置，则共振腔耦合效率越低，因此，选取禁带区域四分之一处对应的点缺陷，可以有效实现波导出射的光集束。

频率不变波束形成( FIB)技术可以在所有频率范围内不失真地接收到来自空间某一方向的宽带信号。文中综述了频率不变波束形成技术的研究进展，主要包括基础的采样率法、贝塞尔函数法、新型傅里叶变换法和同心圆阵列方法等。分析了相关的波束形成原理，比较了其特点，最后得出了相关结论。

为满足卫星激光通信中超高速数据传输的特殊要求，采用电子束和离子辅助沉积技术，制备了532 nm、632 nm和1 064 nm波长处高反射，808 nm和1 550 nm处高透射的多波段滤光膜.选取了H4和SiO2作为高低折射率材料，通过对膜系设计曲线的不断优化，减少了灵敏层的个数，得到了相对易于制备的膜系结构；采用电子束加热蒸发方法并加以离子辅助沉积系统制备薄膜, 采用光控与晶控同时监控的方法控制膜厚；通过不断调整工艺，提高了薄膜的抗激光损伤能力，减小了膜厚控制误差，提高了透射波段的透过率及反射波段的反射率，最终得到了光谱性能较好的滤光膜.该薄膜能够承受雨淋、盐雾、高低温等环境测试，满足使用要求.

利用时域有限差分方法,模拟了P偏振光高斯光束入射到金属银亚波长细缝与光栅结构的透射情况.由于表面等离子激元波的影响,对称光栅结构透射光呈现对称出射,而非对称结构可以实现小角度定方向的光束集束现象.借助公式推导法及Helmholtz互易定理,可设计出平行入射P偏振光的光束集束器件.由于高斯光束本身的发散性及近场分布的需要,针对高斯光束的器件在结构参量上缩小了12%.在对其他结构参量的优化的基础上,实现了针对633 nm高斯光束的对称出射及光束集束器件的设计.

谱叠加技术是一种非相干叠加方法, 采用色散元件来实现各单元光束的叠加。介绍了光栅法、受激布里渊散射法、布拉格体光栅法等3种谱叠加技术, 分析了各自的工作原理并比较了3种方法的优缺点。