由于飞秒激光脉冲宽度小于靶材电子—晶格热弛豫时间, 飞秒激光烧蚀靶材过程以及诱导击穿产生的等离子体膨胀动力学过程与纳秒激光作用过程不同, 因此研究飞秒激光诱导等离子体发射光谱特性对于研究飞秒激光烧蚀机制以及飞秒激光诱导等离子体的膨胀动力学过程非常重要。 Ge材料是一种常用的中远红外探测器以及光学元器件材料, 对中心波长为800 nm, 脉宽为50 fs的激光脉冲烧蚀空气中Ge靶材产生的等离子体发射光谱强度的时间和空间演化规律研究, 并探讨了飞秒激光脉冲能量对等离子体发射光谱强度的影响规律。 实验结果表明在等离子体羽膨胀初期, 飞秒激光诱导Ge等离子体发射光谱主要由线状光谱和连续光谱构成, 在200 ns时间内连续光谱强度逐渐减弱, 线状光谱开始占主导地位。 通过探测Ge等离子体的时间分辨发射光谱, 随着等离子体的快速膨胀, 等离子体发射光谱强度随着时间的增加呈现先增加后下降变化, 在335 ns达到最大。 通过探测Ge等离子体的空间分辨发射光谱, 随着距离Ge靶材表面的位置增加, 等离子体发射光谱强度随远离Ge靶材表面距离增加呈现先增加后下降变化, 在0.8 mm位置达到最大。 由于存在等离子体自吸收机制, 等离子体发射光谱强度随着脉冲能量的增加而增加, 在脉冲能量为0.627 mJ时, 飞秒激光诱导Ge等离子体存在自吸收现象, 从而使等离子体发射光谱强度出现下降变化。

由于长期暴露在阳光、雨水、高低温等自然环境下，硅橡胶复合绝缘子的使用性能和工作寿命会下降，严重威胁了输电线路的安全稳定运行。因此，提高硅橡胶的耐老化性对于加强户外硅橡胶复合绝缘子的可靠性和延长使用寿命具有重要意义。飞秒脉冲激光能够在硅橡胶表面制备出稳定的超疏水状态，为了进一步研究该表面的耐老化性能，使用氙灯老化试验箱对样品进行700 h的加速老化实验。结果表明，超疏水表面的接触角从163°下降到150°左右，表明超疏水硅橡胶具有优异的耐老化性能。检测结果表明硅橡胶表面在老化过程中所产生的亲水性羟基是导致其表面疏水性下降的主要原因。进一步采用一种简单有效的热处理方法使其疏水性快速得到恢复。在200 ℃的加热环境中可以使老化后的样品表面接触角从150°恢复到163°左右，同时表面滚动角恢复到3°左右。该研究结果为增强硅橡胶在工作环境中的使用性能提供了理论指导，并在延长硅橡胶的使用寿命方面提供了一种新的手段。

法布里-珀罗标准具是许多经典和现代光学领域中非常重要的器件之一。设计了一种简单稳定的空气隙法布里-珀罗标准具,作为飞秒脉冲激光器绝对距离测量光谱分辨干涉法的核心器件。将法布里-珀罗标准具放置在迈克耳孙干涉仪两路光束会聚出光处,滤出飞秒激光光学频率梳的梳齿,通过光谱仪精确地监测出飞秒脉冲激光器绝对距离测量干涉信号的光谱功率密度,从而计算出绝对距离。详细介绍了法布里-珀罗标准具的参数设计,进行了法布里-珀罗标准具调节系统实验。简要分析了飞秒脉冲激光器绝对距离测量光谱分辨干涉法的测量原理,实验结果表明,在±1 mm测量范围内精确度可以达到±5 μm以内。

为了在理论和实际中研制能够产生高效平坦宽带中红外超连续谱的光纤, 文章提出一种以三硒化二砷(As2Se3)为背景材料的微结构光纤,利用非线性薛定谔方程计算模拟了光纤的结构参数对色散、耗损与非线性特性的影响, 选取优化结构参数实现高非线性色散平坦全正常色散。采用该结构光纤对中超短脉冲的展宽机制进行分析, 研究了光纤长度、泵浦中心波长、峰值功率以及泵浦宽度等参数对超连续谱生成的影响, 并通过此光纤实现平坦中红外超连续谱的输出。搭建了实验平台, 选取优化的光纤长度和泵浦参数检测了飞秒激光脉冲在As2Se3微结构光纤中的传输过程和输出谱, 实验结果表明, 采用该结构光纤能够生成波长展宽为3~6 μm的高效平坦宽带中红外超连续谱, 此连续谱可应用在物质探测、生物化学、食品检测和环境分析等领域。

ZnS材料具有良好的光学和电学性能, 是一种重要的半导体材料, 在电学, 光学和催化领域有巨大的应用前景。研究了飞秒激光能量和扫描速度对ZnS表面形貌及其疏水性能的影响规律。研究发现, 随着激光能量增加沟槽深度和宽度增加, 同时沟槽深度变化更为显著; 扫描速度减小时, 沟槽深度和宽度增加, 沟槽边缘质量更好。在此基础上, 研究了扫描速度对ZnS表面湿润特性的影响。实验结果表明, 扫描速度越小, 沟槽形貌越粗糙, 其表面疏水性能更强, 实验获得的最大疏水角为140°。

利用色散脉冲传播理论和空气折射率Ciddor公式, 推导了空气中飞秒脉冲激光器的互相关函数; 根据互相关函数结果表达式取决于激光器光源的光谱分布, 建立了在空气中不同光程路径差及环境参量变化下, 不同光谱分布的飞秒脉冲激光器的脉冲之间互相关模式的数值模型.结果表明：随着传播距离的增大, 互相关模型具有稳定啁啾及线性加宽; 环境参量的变化只引起互相关图案的移动, 并不产生任何额外线性加宽或啁啾.

研究了飞秒激光对CCD相机的干扰和损伤效应。采用波长为800 nm，脉宽为100 fs，单脉冲能量为500 μJ的脉冲激光辐照行间转移型面阵CCD相机，测量了飞秒激光对CCD相机的损伤阈值。在逐步提高到达CCD靶面能量的过程中观察点损伤、线损伤和全靶面损伤等实验现象，得到了点损伤阈值为151.2 mJ/cm2，线损伤阈值为508.2 mJ/cm2，全靶面损伤阈值为5.91 J/cm2。测量了CCD在不同损伤情况下时钟信号线间及其与地间的电阻值，通过对比CCD损伤前后的电阻值，发现线损伤和全靶面损伤时CCD垂直转移时钟线间及其与地间的电阻值明显变小。最后分析讨论了损伤部位和损伤机理。

使用钛宝石飞秒激光器抽运一根长30cm的光子晶体光纤, 产生了从可见到近红外区的超连续谱, 波长范围为465～2500nm, 光谱展宽范围达到了2000nm以上, 同时研究了超连续谱产生的机制.

采用抽运探测光路,实验研究发现飞秒脉冲激光和连续激光在铬膜表面抽运激发后,当激光功率达到一定程度时,在探测光的透射方向看到了明显的中心暗斑衍射现象。而在没有抽运光激发时,这种暗斑衍射现象又消失。采用二元相位板的理论对这种可逆衍射现象进行了解释,发现低能量密度的飞秒脉冲激光会比高能量密度的连续激光诱导更大的相位变化。实验结果和理论分析均有助于理解弱飞秒脉冲激光及连续激光和铬膜的相互作用的机制。

为进一步提高光存储密度，利用固体侵没透镜(SIL)与数值孔径为0．55的长工作距离物镜对飞秒激光脉冲进行聚焦，完成了PMMA及石英介质上的存储实验，并对聚焦物镜焦点与SIL底面离焦时的介质内焦点位置和系统的数值孔径进行了模拟。实验结果表明：当聚焦物镜焦点与SIL底面适当离焦时，实际聚焦在介质内的焦点深度不断加深，且系统的有效数值孔径不断增大。利用这一结果，在距PMMA表面20 μm的地方得到了点间距1μm，层间距2．5 μm的6层空间点阵；在距石英介质表面15 μm的地方获得了点间距为0．6μm，层间距为2．5μm的5层空间点阵，其存储密度可达1．1×10¹²bits／cm³。