为了获得能量范围在水窗区间的高强度光谱连续区,提出了一种利用啁啾调 频场调控激光波形的方法。研究发现:在单色多周期负向啁啾调频场驱动下, 谐波截止能量可以得到延伸。当引入第二束负向啁啾激光场时,不仅谐波截止能量延伸到水窗区间,而且谐波辐射强 度有近3个数量级的提高。当引入第三束123 nm紫外激光场时,在紫外共振电离的影响下,谐波辐射强度进一步增强。 谐波强度增强与第三束激光场啁啾参数和激光相位几乎无关。最后,通过叠加水窗区间光谱的谐波可获 得脉宽为38 as的单个阿秒脉冲。

合成孔径激光成像雷达（SAIL）中的散斑效应严重影响成像质量。建立了远距离SAIL系统下激光散斑理论模型，分析了产生时空散斑效应的原因并推导了时空散斑效应的数学表达式。给出了由单个目标分辨单元粗糙表面引起的光学天线接收面上的散斑花样，通过具体实例分析了散斑的统计性质。模拟结果表明，散斑平均宽度与合成孔径中的光学足趾尺度相当；一次脉冲啁啾时间内散斑花样在距离向移动的距离等于散斑的平均宽度。通过大口径SAIL演示样机实验，验证了时空散斑效应的距离向波长特性，从而直接认识了SAIL中的散斑效应。模拟结果为实际SAIL系统中利用多口径接收装置抑制散斑效应提供了一定的参考。

利用描述脉冲激光与体光栅相互作用的耦合波方程，系统研究了不同入射脉宽和啁啾参数的线性啁啾脉冲激光经体光栅衍射时，频域内衍射光谱的振幅和相位变化特性。计算结果表明，衍射啁啾脉冲振幅的光谱宽度受入射脉宽、啁啾参数和体光栅有效衍射谱宽的影响，在体光栅有效衍射谱宽一定时，随着入射脉宽的增大，衍射谱宽减小，衍射效率增大；随着啁啾参数的增大，衍射谱宽增大，衍射效率降低；对于衍射啁啾脉冲频谱的相位分布，随着入射脉宽的增加和啁啾参数的减小，相位变化幅度增大，而且相位分布曲线呈现不对称特性。研究还发现，适当选择体光栅的光栅矢量和入射角，可以利用体光栅的布拉格衍射实现对线性啁啾脉冲激光的整形，而且保持衍射脉冲的频率线性啁啾特性。

研究了合成孔径激光成像雷达成像过程中激光散斑效应对于光学外差探测的影响, 考虑了光学天线孔径对于散斑的空间平滑效应, 特别是提出了时间变化的散斑统计特性并进行了数学分析, 因为线性调频激光在一次激光曝光时间过程中激光散斑的花样是变化的。最终给出了考虑时空散斑效应的光子受限外差探测信噪比。

数值计算了强激光啁啾脉冲中原子的谐波辐射。啁啾效应使谐波发生移动和展宽,即相对于无啁啾脉冲情形,负啁啾脉冲中谐波平台的前半部分发生兰移,而后半部分谐波谱则发生红移。当正啁啾脉冲时、谱移动则正好相反。无论正负啁啾,所有的谐波谱均被展宽。若正确的相位条件被满足,个别谐波谱宽支持亚飞秒脉冲的产生。这些结果与最近的啁啾谐波实验符合得很好,但后半部分谐波谱的反向移动在该实验中并没有观察到。本文的计算表明,人们可以利用激发脉冲的频率啁啾进行高次谐波的调谐、并有可能获得超短的软X射线辐射。