等离子体状态参数测量是研究等离子体特性, 开展等离子体模拟再入环境、 等离子体隐身、 等离子体减阻以及边界层控制等研究的重要基础。 利用等离子体射流的自发辐射光谱, 提出了一种基于光学多普勒频移效应的等离子体超声速射流测速的方法。 首先, 测量了等离子体中Ar原子产生的自发辐射光谱, 选择696.54 nm的特征谱线, 作为等离子体发生器测速实验的运动光源; 其次, 使用光谱仪、 传能光纤、 EMCCD相机和高光谱分辨法布里-珀罗（F-P）干涉仪, 设计了高温等离子体速度测量光路; 最后, 在氩壁稳电弧等离子体发生器上, 开展了超声速射流速度测量实验。 实验中, 同一测点的Ar原子产生的自发辐射光谱, 分别被与等离子体射流运动方向成49°和90°夹角的收集透镜收集进入光谱仪, 经光谱仪分光后仅保留特征谱线696.54 nm附近自发辐射光进入传能光纤, 从而消除其他波长的自发辐射光的影响; 光谱仪输出的特征辐射光谱, 经光纤传输及透镜整形成平行光后, 精细度30、 自由光谱范围6.6 GHz的F-P干涉仪, 形成多光束干涉圆环, 并由EMCCD相机采集, 实现对特征谱线的超高精度分辨; 根据多普勒原理, 不同角度收集的同一测点处Ar 696.54 nm特征谱线的频移将有所不同, EMCCD采集的干涉圆环半径也将不同, 通过测量同一级次不同收集方向特征谱线形成的干涉圆环半径改变量, 可测得高温等离子体射流流动速度。 针对同一喷管开展了两车对比试验, 实验测得两车射流轴向速度分别为791和783 m·s-1, 具有较好的重复性。 结果表明基于多普勒效应, 利用高温气体自发辐射光谱, 结合高光谱分辨F-P干涉仪, 能够实现高温等离子体射流速度的精确测量, 该方法属于非接触测量, 不干扰流场, 尤其适用于传统传感器难以应用的高温流场测量。

分别用980 nm和830 nm的半导体激光器作为泵浦源激发铋/铒共掺光纤，采用前向和背向泵浦方式分析放大的自发辐射谱特性.实验结果表明：随着泵浦功率的增大，荧光强度显著增强.利用980 nm半导体激光器，采用前向泵浦方式可激发以1 142 nm和1 536 nm为中心的两个辐射带，以1 142 nm为最高辐射峰的3 dB带宽是141 nm，以1 536 nm为最高辐射峰的3 dB带宽是29 nm.利用830 nm半导体激光器，采用前向泵浦方式可激发以1 421 nm为中心的荧光谱，3 dB带宽是447 nm.980 nm和830 nm激光器分别前向泵浦铋/铒共掺光纤时，随着光纤长度的增加，荧光先增强后减弱；分别背向泵浦铋/铒共掺光纤时，随着光纤长度的增加，荧光强度先逐渐增强后保持稳定.在25~80℃的温度范围内，铋/铒共掺光纤的荧光强度几乎不受温度的影响.使用980 nm和830 nm泵浦源同时激发铋/铒共掺光纤，结果表明铋/铒共掺光纤的发光中心具有相对独立性，发光范围存在部分重叠.

在全量子理论的背景下提出两个二能级原子分别与一单模腔场相互作用的系统模型，利用量子主方程和数值模拟计算等方法，研究该体系中腔场平均光子数、Mandels Q因子及二阶量子相关度在非稳态时的变化规律。此外，对体系中原子及腔场中光谱结构进行了分析。结果表明:减小腔场耗散系数，增大原子间耦合系数，体系量子特性愈加明显。体系光谱呈现出Mollow 三重峰结构，且原子辐射谱强度远大于腔场辐射谱强度。当原子跃迁频率与腔场跃迁频率为近共振时，Mollow峰值为三峰中最大值。此外，增大原子与腔场间耦合系数，可增大原子光谱的中峰强度；而增大腔场光谱的中峰强度，则需减小原子与腔场间耦合系数。

从理论上研究了四能级原子系统的自发辐射谱的性质，并讨论了原子各能级布居数随时间的演化情况。该四能级原子被一个相干探测场、一个耦合激光场和一个低频微波场驱动，其中两个上能级由低频微波场耦合。研究表明，通过控制低频微波场的位相和振幅，可以得到各种不同的光谱特征，如谱线变窄，谱线增强，谱线被抑制，完全荧光猝灭等现象。

利用射线法和平均载流子分布近似[1，2]，从理论上预言了用阈值以下半导体激光器的端面输出谱来确定自发辐射谱的可能性。在此基础上，通过实验测得的阈值以下半导体激光器的端面输出谱确定了自发辐射谱，并且对自发辐射谱和增益谱进行了比较和分析。

比较相同偏置条件下镀减反射膜前后的半导体激光器端面自发辐射谱，测得了端面反射率随波长变化的关系曲线。该方法突破了Kaminow法单一波长测量的限制，同时也避免了Kaminow法在两端面镀膜后所遇到的调制度过小的问题。实验中确定出了低于8×10(-5)的第二镀膜端面反射率。