为提高传输系统的信道容量、编码效率以及解码的可靠性，本文提出了一种基于轨道角动量（OAM）模态和径向模态的复合涡旋光束编码方法。使用5位二进制序列对两束光［一束是具有固定径向模态和OAM模态的拉盖尔-高斯（LG）涡旋光束，另一束是具有4种径向模态（p=0，1，2，3）和8种相同间隔OAM模态（l=±3，±5，±7，±9）的LG涡旋光束］叠加产生的32组不同类型的复合涡旋光束光强分布图进行编码。将32组复合涡旋光束依据本文提出的映射关系转换成32组单束LG涡旋光束，依次照射在提出的x、y轴方向周期渐变光栅上，通过光栅的远场衍射光斑可成功检测出发射单束LG涡旋光束的参数p和l，且不受OAM模态和径向模态增加的影响，最终可实现正确解码。

在相位恢复过程中,用图像的稀疏性作为先验知识可以提高图像的重构质量。结合图像在小波域的组稀疏性与图像自身的梯度稀疏性,针对编码衍射图样模型,提出一种融合正交小波db10和sym4组稀疏性与全变差正则化的相位恢复算法。针对当前相位恢复算法重构时间较长的问题,采用复合分裂算法将非凸优化问题分解成几个易于求解的子问题(包括两个组硬阈值算子和全变差最小化)进行求解,减少了图像重构时间。实验结果表明:在高斯噪声下,与BM3D-PRGAMP算法相比,所提算法重构图像的峰值信噪比提高了约0.8 dB,重构时间缩短了90%;在泊松模型中,所提算法也具有较大优势,充分说明了所提算法对噪声具有稳健性。

基于有限元算法建立用于刻写中红外光纤布喇格光栅(Fiber Bragg Grating, FBG)的相位模板物理模型，对相位模板的衍射光场进行模拟分析。在模拟过程中，采用平面波和球面波两种不同光源。采用平面波作为入射光时，通过改变平面波的入射角度和相位模板光栅的刻槽深度分析Talbot 衍射图样的变化。采用球面波作为入射光时，通过改变光源与相位模板的距离分析衍射图样的变化。结果表明，当平面波以任意角度斜入射时，沿与入射光相同方向形成Talbot 衍射图样。当改变相位模板刻槽深度时，Talbot 衍射图样的形状和能量分布均发生变化：随着刻槽深度的增加，衍射能量最大值逐渐变大；当刻槽超过一定深度时，能量最大值开始减小，同时Talbot 图像向均匀条纹演变。当球面波入射到相位模板时，Talbot 衍射图样沿球面波传播方向分布。随着球面波波源逐渐靠近相位模板，能量最大值逐渐升高；当超过一定距离时，能量最大值开始下降。

Laser ektacytometry is a technique widely used for measuring the deformability of red blood cells (erythrocytes) in blood samples in vitro. In ektacytometer, a flow of highly diluted suspension of erythrocytes in variable shear stress conditions is illuminated with a laser beam to obtain a diffraction pattern. The diffraction pattern provides information about the shapes (shear-induced elongations) of the cells under investigation. This paper is dedicated to developing the technique of laser ektacytometry so that it would enable one to measure the distribution of the erythrocytes in deformability. We discuss the problem of calibration of laser ektacytometer and test a novel data processing algorithm allowing to determine the parameters of the distribution of erythrocytes deformability. Experimentally, we examined 12 specimens of blood of rats under the action of 4 shear stresses. Analysis of the data shows that in conditions of a limited range of digitizing the diffraction patterns, the measurement errors for the mean deformability, deformability scatter and the skewness of erythrocytes distribution in deformability by our method are respectively 15%, 20% and 20%.

在加压光折变掺铈铌酸锶钡(SBN)晶体中观察了由无衍射分立光束所产生的光子晶格。重点实验观察了三束光干涉和六束光干涉两种情况下所产生的光子晶格， 利用远场衍射图、布里渊区光谱图和傅里叶空间频谱图比较了这两种光子晶格的相同点和区别，并且进行了理论分析。结果表明由三束光干涉产生的光子晶格 更均匀稳定。另外，又分别模拟了四光束干涉、五光束干涉、七光束干涉、八光束干涉、九光束干涉和十光束干涉这几种情况下所获得的光子晶格的传输图。

建立了一个简单可行的光学系统用于探测低频水下声信号。水下声信号产生的低频声波通过水介质传到液体表面产生表面波,激光束入射到液面时,在光屏上观察到了清晰、稳定的衍射图样,发现在低频水下声信号的调制下衍射光场的分布具有明显的不对称性。实验中得到了衍射图样光斑光强与位置的分布,理论分析发现,结果与实验所观察到的现象是很吻合的。结果表明,在低频水下声信号调制下衍射光场的分布是非对称分布的。

为了探测几十赫兹的低频水下声信号，采用一种光学测量方法，建立了低频水下声信号的光学探测系统。当未扩束的激光束照射到受水下声信号调制的液体表面时，液体表面相当于位相型光栅，观察到了稳定、清晰的衍射图样，衍射图样呈非对称分布。得到了衍射光强分布的解析表达式，解释了在斜入射的条件下衍射图样位置及强度的非均匀分布和在垂直入射条件下，衍射光场的均匀分布，理论和实验比较吻合。结果表明，在激光束斜入射条件下，衍射图样的位置及强度是非均匀分布的。

使用X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见吸收光谱仪(UV-VIS)、拉曼光谱仪,对进行氧化气氛热处理前后的紫色翡翠样品进行光谱测试。XRD分析结果显示,紫色翡翠样品中95%以上是硬玉成分。热处理前后的紫外-可见吸收光谱对比结果显示,样品热处理后的光谱和热处理前相比,437 nm处尖峰以及580 nm处吸收包基本消失;而拉曼光谱图对比结果显示,热处理后黄褐色部位拉曼峰值基线整体呈上升趋势。分析结果表明,紫色翡翠样品主要致色离子为Fe²⁺,在经过热处理后,Fe²⁺氧化成为Fe³⁺,生成Fe₂O₃,从而致使热处理后的紫色翡翠样品呈现出黄褐色。

通过有机合成获得了香蕉形分子化合物1,3-phenylene bis(4-methoxy-benzylidene amine)。将少量的香蕉形分子化合物夹在两块玻璃衬底之间, 加热到150 ℃使其熔化, 然后自然冷却至室温, 香蕉形分子可自组装成有机无刻痕光栅。偏光显微镜分析表明, 这些香蕉形分子能够在两块玻璃衬底之间通过分子自组装技术而形成平行且等间距、折射率呈周期性变化的条纹。氦氖激光衍射实验表明, 香蕉形分子自组装而成的光栅与有刻痕光栅相比同样可对红光进行有效衍射。从香蕉形分子的立体结构出发, 探讨了香蕉形分子自组装成有机无刻痕光栅的形成机制, 并导出了有机无刻痕光栅的衍射光强分布公式。

卫星角反射器作为激光测距系统中的合作目标, 其主要作用在于提高地面接收机范围内反射光束的能量密度。经卫星角反射器返回的光束能量分布与角反射器加工参数有很大关联。基于角反射器的几何结构模型, 采用矢量形式的折反射定律, 建立了在不同光束入射条件下, 具有二面角和面形误差的角反射器的出射光场的相位分布和远场衍射模式的数学模型。针对圆形切割的角反射器, 仿真计算了不同光束入射角及方位角、角反射器二面角和面形误差所对应的远场衍射模式, 并详细分析了它们对远场衍射模式的影响规律。仿真结果表明, 随着二面角误差、面形误差和光束入射角的增加, 远场衍射强度的发散程度增加。根据远场衍射模式和速差补偿理论, 提出了一种在较大观测范围内二面角速差补偿方法。