研究了在－20～40 ℃环境温度下633 nm内腔式He-Ne激光管的自由运转特性，设计了激光器系统的预热和稳频控制方案，实现了633 nm内腔式He-Ne激光器的频率稳定。当室温约为24 ℃时，锁定后的热稳频激光器与高精度碘稳定激光器的拍频结果显示，3 h内频率的相对标准不确定度为u＝6.4×10^－9，阿伦方差为7.0×10^－11(采样时间τ＝1 s)，3个月内的频率复现性优于4.6×10^－9。研究了在－20～40 ℃范围内不同环境温度下锁定后输出激光的频率漂移规律，实验结果显示，稳频后激光输出频率随环境温度的漂移量约为293 kHz/℃，与采用压力估算模型计算得到的漂移值268 kHz/℃相一致。因此，当激光器工作在一个较大的温度范围内时，可以通过插值校准来获得更准确的参考输出频率。

外部电磁场辐照下飞机的电磁兼容分析和电磁效应评估, 需要进行飞机机舱的电磁耦合分析, 以评估其屏蔽效能(SE)。由于全波分析方法的巨大计算代价和高频响应敏感性现象, 统计电磁学理论的功率平衡 (PWB)方法更适用于飞机机舱的 SE分析。基于该方法开发了开孔腔体 SE分析程序, 通过和文献结果比较验证了程序的正确性和有效性。将其用于某飞机机舱在多种条件下的 SE分析。结果证明有助于掌握舱壁电导率、舷窗、载客量、内部接收天线等影响 SE的 情况。

用功率平衡(PWB)方法快速评估了在平面电磁波照射下矩形开孔电大腔内的平均场值水平, 且随着频率的升高, 此结果与全波分析软件所得结果的吻合度越来越高。为了得到更完备的腔内场环境描述, 采用统计的方法生成不同入射频点下的腔内归一化电场模值概率密度函数(PDF)图, 并发现了腔壁电导率的变化对腔内归一化电场模值PDF的影响规律: 在各入射频点下, 随着腔壁电导率从10 S/m逐渐增大到107 S/m, 腔内归一化电场模值PDF曲线越来越趋于平缓并趋于稳定；腔壁电导率为106 S/m和107 S/m时的腔内归一化电场模值PDF非常相似, 以入射波频率在10 GHz时为例, 利用PWB方法的原理说明了上述现象发生的原因。

研究了利用两个声光移频器间的差频抑制谐振式集成光学陀螺中的背向散射噪声。测试了声光移频器的输出特性, 结果表明声光移频器输出功率随调制频率变化。测试并说明了两路声光移频器的功率不平衡会影响环形谐振器的谐振曲线深度和陀螺解调曲线的斜率, 并最终导致陀螺的测量误差。实验中通过补偿声光移频器的输出功率, 有效地克服了声光移频器功率带宽的影响, 陀螺零漂从补偿前的0.28mV降低为0.095mV。

Three-dimensional spatio-temporal variation characteristics of pulse intensity is numerically simulated in detail in multi-pass amplifier of high power laser system. Theoretical calculation indicates that the complicated spatio-temporal distortion occurs as the pulse with specific spatio-temporal distribution passes the amplifier. This change imposes some difficulties on shaping prediction of the pulse power. The curve fitting method of input-output integral energy is proposed to achieve the inverse prediction of inject pulse shape formulti-pass amplifier system with high precision. The better prediction result is achieved not only for square pulse shape but also for multiple-steps complex pulse output, the relative power deviation reaches up to 0.032% for the square pulse output, and 0.78% for multiple-steps complex pulse output. In addition, the inverse prediction of more complicated Haan pulse is achieved. The relative power deviation is 0.13%. This method has not only high precision but also rapid computation and strong applicability.

对高功率激光多程放大系统中脉冲强度的三维时空变化特性进行了详细的数值分析，理论计算表明具有一定时空分布的光束在放大过程中会产生复杂的时空演化畸变，给脉冲功率的整形预测带来了一定的难度。提出了输入输出积分能量曲线拟合的方法，实现对多程放大系统输入脉冲波形的高精度反演预测，对于方波和复杂多台阶波形输出都能得到很好的预测结果，方波预测相对功率偏差低于0.032%，三台阶脉冲相对功率偏差为0.78%，另外还实现了更为复杂Haan脉冲的反演预测，相对功率偏差为0.13%。该方法不仅精度高，而且计算快速、适用性很强。

针对物理实验要求的三台阶整形脉冲(脉冲宽度比为1.5 ns:1 ns:0.5 ns,幅度比为1:4:16),在神光Ⅲ原型(TIL)装置上开展了脉冲时间波形整形实验研究。首先,针对发射目标利用激光性能仿真模型预测注入激光系统的激光能量和脉冲波形。然后,在脉冲整形后进行不同功率的激光发射对脉冲波形进一步修正:利用实验测量的频率转换效率修正各光束1ω能量和1ω脉冲波形;通过拟合实验测量的能量数据修正注入激光能量;通过增益-通量曲线修正注入激光脉冲波形。最后,将各束注入脉冲波形再次折中作为脉冲波形调整的最终依据。实验结果表明,对靶面要求的3ω-3 ns-0.5 kJ(单束)的三台阶整形脉冲,8束脉冲波形与要求比较一致;三个台阶的束间瞬时均方根功率不平衡分别约为30%,10%和5%。

高功率固体激光装置需要提供细致的功率平衡以满足物理实验要求。为研究众多因素对装置输出功率平衡的影响, 建立了高功率固体激光功率平衡综合分析模型。首先, 详细描述了模型的建立过程和主要算法。模型基于窄带脉冲激光传输、放大和频率转换模型开发, 可单独分析系统偏差或随机偏差对装置输出功率平衡的影响, 也可耦合这两种偏差进行集成分析。最后, 根据我国正在建造的最大固体激光装置10% rms功率平衡要求, 针对Haan整形脉冲, 分析了三种条件下装置输出功率不平衡, 并对子系统的随机因素指标进行了初步分配。该模型首次用于基本理解整形脉冲实现功率平衡的众多因素, 是分析大型固体激光装置功率平衡问题的有力工具。