为精准还原单脉冲激光褪漆过程，建立了单点褪漆有限元计算模型，分析了激光褪漆的温度场和热应力场变化规律，通过生死单元技术实现了漆层形貌仿真还原，并完成了不同功率的激光试验对比验证。结果表明：单脉冲激光褪漆过程中，温度判据决定最大烧蚀形貌深度，热应力判据决定最大烧蚀形貌宽度。所提多物理场分析模型获得的褪漆形貌与试验的平均贴合度达到93.3%，较传统单温度场的仿真形貌精度提高6.5%，该研究对实际激光褪漆工艺具有较好的指导与应用价值。

开展了波长分别为1 064 nm、532 nm和416 nm, 脉宽均为5 ns的单脉冲激光损伤CCD的实验, 观测并比较了不同损伤阶段三种波长激光各自损伤CCD的视频图像、微观形貌、阈值和芯片引脚的电阻阻值, 分析了CCD的损伤机理。在532 nm和416 nm激光所损伤CCD视频输出图像中发现了并未出现在1 064 nm激光所损伤CCD视频输出图像中的黑点现象; CCD发生损伤时, 微透镜层的损伤状况随辐照激光波长减小而愈加严重; 1 064 nm激光损伤CCD的阈值最高, 532 nm和416 nm激光损伤CCD的阈值相近。与未损伤的CCD相比, 完全失效CCD的基底与垂直移位寄存器的电阻、垂直移位寄存器间的电阻明显下降, 由此推断, 基底与多晶硅电极的短路或多晶硅电极间的短路是造成CCD白屏的主要原因。

使用两台波长为1064 nm的Nd∶YAG调Q激光器,对BaCl2溶液样品开展水下单脉冲与正交双脉冲激光诱导击穿光谱(LIBS)实验,系统地探究了各关键实验参数对水下单脉冲LIBS(SP-LIBS)及双脉冲LIBS(DP-LIBS)光谱特性和信号增强的影响。当采集延时为500~900 ns时,谱线的信噪比很高,有利于进行光谱的采集与分析,可称之为水下DP-LIBS探测的时间窗口。对两束激光焦点的相对位置以及激光能量进行优化,在优化的实验条件下观察到DP-LIBS的谱线强度(Ba Ⅱ 455.4 nm)是SP-LIBS的最大谱线强度的20倍,同时谱线展宽变窄,光谱信号持续时间更长。在双脉冲实验中,谱线强度随着第二束激光能量的增加呈指数增长,这与在液体表面进行的共线DP-LIBS实验中所观察到的线性增长不同,这种增长趋势上的不同可能与等离子体所处的气体环境条件有关。最后,对水下SP-LIBS及DP-LIBS的检测能力进行了比较,结果表明,DP-LIBS的检测灵敏度比SP-LIBS提高了37倍,检测限从单脉冲的31.35×10 -6下降到1.78×10 -6。

研究了HgCdTe 红外探测器的结构以及材料特性，阐述了激光损伤HgCdTe 红外探测器的机理，建立了HgCdTe 红外探测器三维仿真模型，利用有限元分析法，对10.6 μm CO₂ 激光辐照HgCdTe 探测器的温度变化情况进行了仿真，并通过参考已有文献的实验数据，验证了模型的准确性。当HgCdTe探测器受到峰值功率密度为5×10⁷ W/cm² 的单脉冲激光辐照时，HgCdTe 晶体的Hg 离子开始析出，探测器性能降低，并不可恢复；当激光峰值功率为10⁸ W/cm²，探测器HgCdTe 晶体开始出现熔融现象，此时激光能量密度为1 J/cm²；当激光峰值功率为2×108 W/cm² 时，铟柱达到熔融温度，探测器会出现铟柱脱落现象，被彻底损坏。

实验采用60 ns、1064 nm单脉冲激光辐照前照式有源型可见光CMOS探测器，随着损伤程度的加深，分别观察到点损伤、半边黑线损伤以及十字交叉黑线损伤等硬损伤现象。各损伤现象出现时对应的探测器表面激光能量密度分别为0.38、0.64、1.0 J/cm2。进一步提高激光能量密度，观察到十字交叉黑线变粗，覆盖面积扩大。即使激光能量密度达到2.8 J/cm2，此时黑线已经覆盖绝大部分探测器像元，但探测器仍然没有完全失效，未损伤区域还可以成像。基于CMOS样品的结构和工作原理，对损伤机理进行了理论分析，认为点损伤是由于热效应引起结构缺陷从而造成漏电流增加，半边黑线损伤和十字交叉黑线损伤是由于器件电路的熔断导致信号中断。

单脉冲激光诱导击穿光谱技术(single-shot, LIBS)是一种在国际上被广泛使用的物质及元素检测技术, 具有快速、 准确、 无需样品制备等诸多优点。 为了满足单脉冲LIBS的实验要求, 实验用激光器的选取是非常重要的, 它直接关系到诱导激光的强度以及脉冲宽度的大小, 而这些又对实验结果产生深刻的影响。 因此, 选取正确的激光器, 是单脉冲LIBS成功的关键。 正是基于这个目的, 比较了不同波长、 不同激光能量的激光脉冲作用下, 纯铅发射光谱的定量变化, 对于单脉冲LIBS中激光器的选取有着很好的借鉴意义。

为利用现有装备简单获得纳秒脉宽、峰值较高的单脉冲激光,满足**应用和高温等离子体干涉研究的时间分辨要求,采用专利技术优化了调Q脉冲激光自斩波KDP泡克耳斯盒电光开关的触发狭隙,解决了19 kV全波电压下静态绝缘阻断和调Q激光脉冲前沿低阈值击穿双重可靠以及全系统动作同步,确保了触发的快捷和峰值附近斩波,实现了从传统红宝石激光器脉宽30 ns,能量80 mJ的调Q激光脉冲中斩出1.7 ns,4 mJ的单脉冲激光。实验和分析表明,预处理崎化了开关电极间的场分布,强化了激光触发作用,保证了斩出脉冲的窄脉宽和高峰值。

利用Nd:YAG调Q单脉冲激光和自由脉冲激光对硬膜窄带干涉滤光片进行激光损伤阈值的测试,并且采用表面热透镜技术测量了滤光片的吸收率.实验发现:窄带干涉滤光片的吸收率和激光损伤阈值强烈依赖于辐照激光波长与窄带干涉滤光片通带的相对位置;在调Q单脉冲激光作用下,不同中心波长的滤光片损伤形貌存在明显的差别,而在自由脉冲激光作用下,各滤光片的损伤形貌则趋于相同,均表现为典型的热熔烧蚀破坏.根据实验结果,结合损伤形貌,通过驻波场理论对激光作用下滤光片内电场分布的分析与模拟,探讨了两种激光模式作用下滤光片的损伤特征和损伤机理的不同特点.