基于衍射理论，建立了光束经过体布拉格光栅衍射的光束质量分析模型。在考虑入射光束参数和体布拉格光栅参数的情况下，分析任意光束经过体布拉格光栅衍射的光场分布，计算得到二阶矩意义下的束腰和光束质量M2因子，并分析了体布拉格光栅空间周期、入射光束尺寸、光谱线宽和初始入射光束质量M2对衍射光束质量的影响。研究结果表明，衍射光束质量受体布拉格光栅和入射子束共同影响：体布拉格光栅周期越小，其空间色散越严重；入射子束尺寸越大、光谱线宽越宽、初始光束质量越差，衍射后的输出光束质量劣化越明显。该模型给出了衍射后的光束质量表示，可方便快捷地得到不同输入光束衍射后的光束质量。在最高入射功率达千瓦量级时，实验测量了初始M2和光谱线宽两部分贡献对衍射光束质量的结果，并与相应理论分析进行了比较。

光束合成作为提高脉冲激光功率的有效手段，近年来得到了人们越来越多的关注。综述了几种典型的脉冲光纤激光光束合成方法，详细介绍了近年来不同时域特性（如飞秒、皮秒、纳秒）脉冲光纤激光光束合成的最新进展，分析了各种合成方法的技术特点，总结了脉冲光纤激光光束合成的发展趋势。

选取有着较高经济价值的纤细角毛藻以及亚心形扁藻为实验对象,在光照恒温培养箱中用红、绿、蓝、白LED集成不同光谱成分的光源与传统荧光灯进行对照培养实验。通过对比生长速率表明,与荧光灯光源相比光谱集成LED光源更有效地促进微藻的生长。说明LED集成光源作为微藻生长照明光源有其明显的优势。

从光传播基本理论和光栅衍射性质出发,研究了双光栅成像效应中的光能量传递,得到了确定汇合级光强的表达式。结合双光栅成像方程,分析了两光栅的衍射性质与成像位置对汇合级光能量的影响。分析表明汇合级光强与两光栅具体的衍射效率和双光栅成像时的位置密切相关。测量了三组不同类型双光栅成像系统的汇合级光能量,实验结果和理论分析基本一致。