由于超短超强激光装置中光谱带宽较宽,使用传统的空间滤波器透镜组扩束会导致装置色差的积累,严重影响终端焦斑的质量。介绍了国内外用于超短超强激光装置中消除色差影响的主要技术与研究进展,对比总结了几种主要方案的优缺点,并提出了一种可动态精确补偿装置色差的方案,经实验验证已应用于实际工程中。最后对色差补偿的发展方向进行了分析与展望。

分析了空中目标态势的影响因素以及与激光脉冲回波参数的关系；考虑了目标的距离、速度、进入角和尺寸等因素对脉冲时延和展宽的影响，建立了相应的关系模型，得出了不同因素对脉冲时延和展宽有不同影响程度的主要结论；探讨了激光大气斜程传输过程，提出了一种激光大气斜程透射率计算方法，对一般的激光大气传输能量衰减模型进行了改进，得出激光脉冲能量随距离的增大和目标投影面积的减小而呈现指数衰减规律；搭建了实验系统平台，并对实验采集的回波数据进行了分析；对比了脉冲展宽理论计算结果与实测结果，二者相对误差控制在6%以内，具有很好的符合程度，验证了所建模型的有效性。得出的结论具有为反演空中目标态势信息提供一定参考的价值。

基于Kogelnik耦合波原理和矩阵光学，讨论了调节双层体光栅的穿插层厚度产生飞秒激光双脉冲的方法。推导了飞秒脉冲读出双层体光栅后的衍射场表达式，数值模拟了瞬时衍射光强分布随穿插层厚度变化的关系曲线。数值模拟结果表明当穿插层厚度在4~11 mm区间变化时，衍射脉冲变成双脉冲，且双脉冲间隔与穿插层厚度成正比，利用衍射理论及衍射场表达式对其进行了解释。利用周期性介质群时延讨论了衍射脉冲时延随穿插层厚度的变化，发现脉冲间隔随穿插层厚度变化的斜率是脉冲时延随穿插层厚度变化斜率的绝对值的2倍。