磷酸氧钛铷(RbTiOPO4, 简称RTP)是综合性能优异的电光晶体，具有电光系数高、半波电压低、激光损伤阈值高、器件小巧、环境适应性强等优点，已成为新一代电光器件应用材料，非常适合用作电光开关、电光调制器等。激光系统的发展迫切需求更高功率、更高重复频率和更窄脉宽激光用高性能电光晶体，基于此，本文选用富Rb的高［Rb］/［P］摩尔比值生长体系，通过顶部籽晶熔盐法生长出高质量RTP晶体，测试了晶体或器件的光学均匀性、重复频率、插入损耗、消光比和抗激光损伤阈值，结果表明，该晶体的光学均匀性为7.3×10-6 cm-1，重复频率为501 kHz，插入损耗为0.49%，消光比为31.57 dB，激光损伤阈值为856 MW/cm2。

Ⅳ类石英玻璃是一种重要的特种玻璃材料，在光学探测、惯性导航等领域内具有重要作用。光学均匀性是表征光学玻璃结构均匀性的一种重要方法，Ⅳ类石英玻璃的光学均匀性与硅氧网络结构分布一致性密切相关。本文通过四步法光学均匀性测试、紫外-可见-近红外光谱、红外反射光谱等方法，研究了羟基、金属杂质及氧缺陷的径向分布特点和硅氧键键角的径向变化，采用相关性分析研究了各影响因素对样品光学均匀性的影响。结果表明：表示玻璃光学均匀性的波前畸变t0Δn沿玻璃半径先降低后升高；羟基的径向分布整体上与t0Δn的径向变化相反，200 nm处透过率径向变化、硅氧键键角径向变化与t0Δn的径向变化相近；羟基对Ⅳ类石英玻璃光学均匀性的影响较小，金属杂质、氧缺陷及硅氧键键角的径向变化是影响Ⅳ类石英玻璃光学均匀性的主要因素。

聚酰亚胺(PI)薄膜因具有优良的热稳定性、良好的机械强度等性能广泛应用于航空航天、微电子等领域，但应用在光学成像方向的报道极少。要将PI薄膜用于成像，对其本身的光学均匀性要求极为苛刻。本文实现了100 mm口径低热膨胀系数抗拉伸PI薄膜的光学均匀性满足瑞利判据，具有了成像领域应用的潜力。除了光学均匀性之外，该PI的拉伸强度为285 MPa，是PMDA-ODA型PI拉伸强度的~2.6倍；热膨胀系数约为3.2 ppm?K-1，可以与Novastrat?905相媲美，比商品化PI薄膜低一个数量级。这些优良的基础性能为进一步改进PI薄膜的空间适应性预留了更大的空间。PI光学均匀性的解决将为其在薄膜衍射光学元件中的应用奠定基础。

氟化钙(CaF2)晶体是一种性能优良的光学晶体材料。本研究用坩埚下降法生长了8英寸(20.32 cm)氟化钙单晶, 晶体外观完整, 无开裂及散射等宏观缺陷。定向切割后得到40 mm×6 mm的透明圆柱形晶体毛坯, 对毛坯样品进行二次退火处理后进行研磨抛光得到最终样品。对该系列样品进行紫外可见透过率、光学均匀性、应力双折射等测试。结果显示在200 nm波长处晶体透过率达到90%, 平均应力双折射小于0.5 nm/cm, 光学均匀性达到2.63×10-6。

提出了基于600 mm口径干涉仪的一维子孔径拼接测量方法,通过像素错位误差模拟分析结果,设计并研制了一维大行程气浮型精密扫描拼接平台,实现了对角线接近1 m的大口径激光玻璃的全口径光学均匀性拼接检测,并对该技术的拼接测量精度和重复性进行了验证。结果表明:拼接结果平滑,均匀性拼接测量与直接测量结果的相对误差优于2×10 ^-7,全口径均匀性的重复性优于4×10 ^-8,单口径均匀性测量结果与拼接后相同区域的均匀性结果最大差异为2×10 ^-7。

在1060~1100 ℃的温度范围内和真空条件下对Nd,Y∶SrF2激光晶体进行了高温退火处理，测试了高温退火前后Nd,Y∶SrF2晶体的X射线双晶摇摆曲线、抗弯强度、应力分布和波前畸变图谱。结果表明,高温退火能有效改善晶体的结晶性能、抗弯强度、应力分布和光学均匀性。当退火温度为1080 ℃、退火时间为36 h时，获得的晶体综合性能最优，该温度和时间为最佳退火参数。

光学均匀性是光学材料的重要指标，目前高精度的测量方法一般采用绝对测量法，而该方法步骤繁琐，容易受环境影响。根据波长移相干涉仪的移相特点，提出了测量光学材料光学均匀性的波长调谐两步绝对测量法。该方法在波长移相干涉仪中通过平行平板放入测量和空腔测量两个步骤得到平行平板的光学均匀性。在模拟仿真验证方法的正确性后，进行了实验研究，并与传统的绝对测量法的测量结果进行比较。结果表明，波长调谐两步绝对测量法可用于测量平行平板的光学均匀性，且测量步骤简单，精度较高。

为实现大尺寸光学材料折射率均匀性的高精度、低成本检测，提出一种基于子孔径拼接技术的干涉绝对测量方法，并研制了一套由Zygo干涉仪、五维气浮调整平台、子孔径拼接软件、计算机等组成的测量计算系统。待测件安放在精密的五维气浮调整架上，通过移动调整架来对各个子孔径区域进行精密检测，再利用子孔径拼接软件自动拼接计算出全口径待测件的光学均匀性分布。对直径为300 mm的石英待测件进行了口径为180 mm的8个子孔径拼接检测实验，并将拼接所得结果与全口径干涉仪直接测量的结果进行了分析和比较，波面峰谷值相对误差为0.21%，光学均匀性值相对误差为0.23%，精度与大口径干涉仪直接测量的精度相当，实现了绝对检验下的平面类波前子孔径拼接技术的实用化。整套系统集光、机、电、算于一体，操作简便，测量精度高。

为了对熔石英光学玻璃应力及光学均匀性进行测试，提出一种测试用高精度折射液配制方法。根据分子结构定量关系及组分的摩尔折光度定量可加的原理，推导了折射液配比公式并制定了折射液的配比工艺；分析了折射液的折射率随测试温度和测试波长不同的变化规律，并进行了实验验证；最后分析了折射液精度对测试结果的影响。通过上述方法在实验室环境配制出与熔石英折射率匹配精度为±2×10-5的折射液；通过对粗磨光学玻璃透射比实验表明，采用该方法配制的折射液对粗磨光学玻璃在450~700 nm光谱范围内透射比从低于20%提高到97%以上；利用该方法和选用的成分配制的折射液具有毒性小、挥发性小、无色无味、长时间保存折射率保持性好的优点，可以很好地用于熔石英光学玻璃材料特性测试。

Nd:Gd3Sc2Ga3O12(Nd:GSGG)晶体具有荧光寿命长、物化性能稳定、易实现Nd3+离子高浓度均匀掺杂以及易于制成大尺寸无应力和杂质核心类缺陷的激光晶体元件等优点, 是一种潜在的优良激光材料。为了研究其激光特性, 在不同腔长、抽运半径和抽运波长情况下, 对激光二极管(LD)纵向抽运的非对称平行平面腔Nd:GSGG全固化激光器的输出特性进行了实验研究。在抽运功率为2355 mW时, 实现了稳定的345 mW激光输出, 光-光转换效率为14.65%, 斜率效率为16.61%, 输出光斑呈现出较好的空间分布。