为了消除激光诱导击穿光谱技术（laser-induced breakdown spectroscopy，LIBS）中的自吸收效应，提高元素定量分析的精确度，同时满足工业中便捷分析元素的要求，需将自吸收免疫激光诱导击穿光谱技术（self-absorption free laser-induced breakdown spectroscopy，SAF-LIBS）的装置小型化。本文提出了一项新型的高重频声光门控SAF-LIBS定量分析技术，使用高重频激光器产生准连续的等离子体以增强光谱强度，并将声光调制器（acousto-optic modulator，AOM）作为门控开关，从而使微型CCD光谱仪和AOM能够代替传统大型SAF-LIBS装置中的像增强探测器（intensified charge coupled device，ICCD）和中阶梯型光栅光谱仪，实现自吸收免疫的同时缩小了装置的体积，降低了装置的成本。将该系统参数进行优化选择后，对样品中的Al元素进行了定量分析和预测。实验结果表明，等离子体的特性受激光重复频率的影响进而会影响光谱信号的强度。在1 ~ 50 kHz激光重复频率范围内，Al I 394.4 nm和Al I 396.15 nm的双线强度先增强后减弱，确定最佳的激光重复频率为10 kHz。在不同的光纤采集角度下，Al的双线强度比随延迟时间的增加而减小，在45°处信噪比最高，且在一定的积分时间下，最佳光学薄时间t_ot为426 ns。在激光重复频率为10 kHz、光纤采集角为45°、延迟时间为400 ns的条件下，对Al元素进行定量分析和预测结果表明，Al元素定标曲线的线性度R²为0.982，平均绝对测量误差相对于单一LIBS的0.8%可以降低至0.18%。定量分析结果与传统大型SAF-LIBS装置的测量精度相持平。因此本高重频声光门控SAF-LIBS装置不仅有效地屏蔽了光学厚等离子体中的连续背景辐射和谱线加宽，同时具备小型化、低成本、高可靠性的优点，有助于推动SAF-LIBS技术由实验室走向工业应用。

提出一种基于目标检测算法的柔性浅埋物的声-振智能探测方法，将声波激励、激光散斑干涉测振和目标检测算法有机结合，用以柔性浅埋物的大范围快速探测。在论述YOLO系列目标检测算法原理的基础上，选择并优化柔性浅埋物的智能探测网络模型；然后，搭建声-光融合智能探测系统，构建不同柔性浅埋物的激光散斑干涉条纹图数据集；最后，对数据集进行训练和测试，验证该算法用于干涉条纹图识别的可行性。实验结果表明：在给定实验条件下，柔性浅埋物智能探测网络模型的精确率为98.39%，召回率为84.72%，平均识别精度为99.66%。该声-振智能探测方法可以在给定实验环境下对多种柔性浅埋物的激光散斑干涉条纹图进行智能识别，适用于浅层地下柔性掩埋物的大面积快速探测。

脉冲宽度为皮秒的红光激光器，具有脉冲宽度窄，峰值功率高的优点，使其在工业、医疗、科研和信息存储等方面具有广泛的应用。本文采用声光锁模(AOML)的方式设计了一款具有窄线宽、高转换效率，输出波长为660 nm的全固态皮秒激光器。该激光器采用半导体侧面泵浦的方式，通过优化谐振腔型，并使用两块LiB₃O₅ ( LBO )晶体进行腔外倍频，最终获得最大输出功率为8.6 W的660 nm激光输出。激光器采用脉冲侧面泵浦的模式，获得的锁模脉冲频率为100 MHz，脉冲宽度为887 ps。1319 nm至660 nm激光的倍频转换效率可达41%。

针对基于中红外声光可调谐滤波器（Acousto-Optic Tunable Filter, AOTF）的光谱成像系统观测运动目标过程存在光谱数据漂移问题，提出了一种基于声光互作用的在线光谱校准方法。根据目标光谱成像位置与驱动频率，构建了逆向光线追迹模型，从而实现了光谱数据的在线校准，满足运动目标探测的实时性要求。该方法能为后续目标检测、识别与跟踪提供稳定且精确的光谱数据立方体。在实验验证方面，利用设计研制的平行光入射的中红外AOTF光谱探测系统，以黑体与中红外滤波片组合作为目标光源，对光谱校准模型开展实验验证。最终实验结果表明，针对位于不同视场处的模拟运动目标，校正后的光谱漂移相对误差均优于4.45%，有利于提升对运动目标光谱探测的应用能力。

压电效应是一种实现电能与机械能之间相互转换的重要物理现象。随着集成光电子技术和压电薄膜材料制备技术的日益成熟，压电效应在光电子集成芯片领域引起广泛的研究。在压电效应的作用下，外部电场可以操控薄膜材料的形变，从而改变折射率，实现光电调谐和声光调制。本文首先介绍常见压电薄膜材料及其研究进展，随后回顾和探讨基于压电效应的光电子集成器件的研究进展。最后，对压电调谐器件和声光调制器的应用进行介绍和展望，分析其大规模应用面临的挑战和问题。