建立了一套基于光压原理的高功率激光测量装置,其功率测量不确定度优于2%(置信因子k=2)。在0.6~15 kW功率范围内将光压方法与量热方法进行了比较,得到的最大相对偏差小于1%。该装置的功率测量上限仅受限于激光反射镜的损伤阈值,因此其功率测量上限可达100 kW甚至更高,同时还具有响应速度快、测量准确度高、可在线测量等优点。

光压加速度计作为新型悬浮类加速度计, 对惯性微球所受光阱力的理论研究提出了更高的要求。对单轴双光束光压加速度计的工作原理进行了分析, 并采用T矩阵方法对光压加速度计中的惯性微球在任意一轴所受到的光阱力进行数值模拟, 比较了在不同主要参数下的光阱力捕获效率的差异, 最后对光压加速度计的灵敏度进行了优化分析, 得出了10-7g/μm加速度的测量灵敏度。理论分析和模拟计算表明, T矩阵的方法可以实现快速和较为精确的光阱力的仿真与计算; 同时, 基于单轴双光束的光压加速度计方案可以得到较高的测量精度。

光压加速度计(LFA)是一种新型光学惯性传感器, LFA系统分为微球悬浮与捕获、位置检测、光学闭环与加速度值输出三个模块, 其中位置检测的精度对整个LFA系统的性能起着至关重要的作用。简述了LFA的工作原理以及光斑获取方法, 提出了一种小角度折射光斑获取方法, 有效地减小了由于微球表面畸形所造成的检测误差; 在光斑位置检测方面, 采用四象限探测器(QD)作为光斑位置检测元件, 在经典几何近似法的基础上, 引入了Boltzmann函数模型, 提出了一种新型的协同拟合算法, 有效地减小了检测误差。实验结果表明, 新型的协同拟合算法相比单一的几何近似法, 检测误差减小约56%。

光压摄动模型是卫星动力学模型的主要误差源之一，定轨时是否考虑光压参数将影响轨道估计精度。在光压摄动的理论基础上，采用统计定轨方法，利用全球8个卫星激光测距(SLR)站观测值，对Jason-2卫星进行动力学定轨。采用内符合精度、外符合精度和重叠弧段比较三种评估手段，定量分析光压参数估计与否对轨道精度的影响。结果表明：三天估计一组光压参数计算的卫星轨道比不估计光压参数计算的卫星轨道的精度更高，且估计的轨道参数变化更平稳。

本文采用有限体积法建立了交叉型细胞分离模型，提出了一种基于光压差分的细胞筛选仿真方法，分析微流体中细胞筛选的影响因素。基于层流、流体流动粒子追踪、波动光学理论，利用有限元分析法建立了一种交叉型光学颗粒分离模型，研究了利用光压差分技术分离细胞的各种影响因素，其中包括微粒直径，激光功率、温度、光纤直径，分析了微粒在流体中因光辐射压力作用下的偏移距离。实验结果表明: 在微流体中，激光功率、细胞直径、温度(20 ℃)和偏移距离大体上成正比关系，光纤直径和细胞直径在大小相当的情况下光辐射压力能够达到最大值，当激光通过光纤作用于直径分别为3，8和20 μm的微粒时，光纤直径为7 μm或8 μm时光辐射压力最大，所以选用直径为8 μm的单模光纤作为一个重要的实验光学器件。所得结论为深入研究细胞筛选影响因素的数值仿真精度提供了参考与借鉴。

基于马赫曾德干涉原理，设计搭建了可调制与放大干涉条纹的光压测量装置.由频率和功率可调制脉冲激光产生光压，使真空中两面高反镀铝薄膜产生微小形变（位移），从而使由氦氖激光器发射、经半反半透镜分束的参考光和信号光的光程差改变，即干涉条纹发生改变.用CCD记录干涉条纹位移量，数据处理获得干涉条纹位移量和薄膜形变量的关系，计算出脉冲激光在薄膜处的光压.分别讨论了脉冲激光入射角度、频率等参量对检测结果的影响，并通过双角度入射方法消除了热辐射效应的影响.该检测装置可测得最小光功率为15.0mW所产生的光压大小为13.42 μPa，线性工作范围为15.0 mW（13.42 μPa）至200 mW(1179 μPa)，且工作稳定、灵敏度高，测量结果准确.

介绍了光子推进的基本概念及国外发展的动态.利用狭义相对论推导了物体运动情形下的光压公式和光子推进下物体的运动方程,分析了光子推进过程中的能量转换关系.针对两种不同的光子推进方案--利用强激光照射发射卫星和太阳帆进行了可行性分析.结果表明.用强激光照射产生的光压发射卫星成本太高,不是一种合适的推进方案,而"太阳帆"尽管受到的光压很小,但是经过长时间的缓慢加速,其飞行速度和距离还是相当可观的.

给出激光照射对组织热和机械作用微观机制,利用热平衡理论和电磁理论对激光热作用进行定量分析和计算,在此基础上探讨激光针灸作用机理.

论证了激光加速带电粒子的新机制。与锐聚焦配合使用强激光超短脉冲时,加速度由光压力和具有同一方向的电场纵向分量决定。表明,(现时的)一定参数的激光可将电子加速到e～1GeV,可与“巨大”加速器达到的能量相比。在这种情况下(与文献讨论方案不同),加速对场的初始相位不敏感,可加速低速电子,并解决加速电子由场内引出的问题。