基于随机激光的时域理论, 利用高斯型函数描述飞秒脉冲的作用过程, 研究飞秒脉冲激励下各向异性二维无序增益介质 的辐射特性, 并重点讨论了介质的尺寸、表面填充率和散射颗粒半径对辐射脉冲时域特性的影响, 包括辐射脉冲的强度、延 迟时间和脉冲宽度三个方面。结果表明, 辐射光脉冲的时域特性与系统参数有关, 通过改变上述三个参数可以控制辐射光脉 冲的时域波形。数值模拟结果为研究超短脉冲激励各向异性随机激光的应用, 特别是输出脉冲的时域波形可控性方面提供了 理论依据。

在北京大学200 TW激光系统上，测量了经可编程声光色散滤波器不同程度光谱调制后放大器输出脉冲的频域分布，并设计了一个与脉冲中心波长、光谱宽度等参数相关的光谱调制函数拟合了实验测得的光谱数据。该函数形式简单，适用于不同的激光系统。对实验系统中种子脉冲经光谱调制后从放大器输出的光谱结果进行了数值模拟，对比研究了普通种子脉冲和光谱调制脉冲经放大器增益后时域空间内的物理性质；讨论了光谱调制对系统最终输出脉冲峰值功率的影响。结果表明：光谱调制会导致脉冲旁瓣的产生，降低系统输出脉冲的有效能量和飞秒对比度，系统输出脉冲为平顶光谱时，其有效输出峰值功率最大。

提出了一种调控脉冲光纤放大器时域特性的新方法。根据光纤放大器中脉冲时域波形畸变的基本原理以及实际应用中对输出脉冲的具体要求，采用随机并行梯度下降（SPGD）算法获取生成目标输出脉冲所需要的最优输入脉冲。通过数值仿真，实现了多种指定脉冲的输出，证明了所提方法的有效性。利用SPGD算法可不断改变输入脉冲，使光纤放大器的真实输出逼近目标输出，该控制策略简单且输出脉冲收敛迅速。利用该方法获取直线边界脉冲（如矩形、M型和三角型脉冲）和曲线边界脉冲（如抛物线型和椭圆型脉冲）时均取得较好的效果，因此该方法适用于多种类型目标脉冲的生成。

针对实际工程应用中安装在探测车底部的表层穿透雷达的需求,设计了一种基于电阻加载技术的超宽带低背腔半椭圆偶极子天线。该天线由一对半椭圆臂组成并通过分布式连续电阻加载有效地改善了输入阻抗特性,展宽了天线的工作带宽。结合应用环境,评估了天线离地高度以及载体探测车对天线性能的影响,在理论分析的基础上设计并制作了一副天线样机,安装在探测车上,在外场进行了实验。仿真和实测结果表明,所设计的天线具有较低的电压驻波比和良好的辐射特性以及较小的振铃,能够满足车载表层穿透雷达的需求。

为了快速准确地复原湍流退化图像，采用了一种基于时域相关特性的频域多帧迭代解卷积算法。算法将时域特性和Tichonov正则化引入到代价函数，同时对点扩展函数(PSF)施加非负支持域约束、带宽约束和能量约束。采用二阶共轭梯度交替迭代解卷积频域代价函数快速估计PSF和恢复图像。通过各向异性的结构自适应调节滤波处理，达到提升图像细节和消除噪声的目的。实验结果表明，提出的算法能够有效地复原湍流退化图像，具有较高的抗噪能力。

对存在背景干扰和噪声情况下的红外小目标检测方法进行了分析，提出了一种时空结合的红外小目标检测 算法。首先根据背景图像变化较慢的特点，运用相邻帧相减以减少背景和噪声的干扰，接着对残差图像进行非下采样Contourlet 变换，利用非下采样Contourle分解后子图像的特性抑制剩余的背景并消除噪声，提高了目标信噪比，最后通过对得到的增强图像进 行自适应阈值分割处理，检测出了小目标。仿真实验结果表明，与基于小波变换的红外小目标检测算法相比，该方法能够较精确 地检测出红外小目标，具有较高的检测率和较小的平均虚警数。

分别采用MOTORULA公司的硅基光电二极管探测器和JUDSON公司的InGaAs光电二极管探测器对泵浦光和信号光的脉宽进行了测量.研究了极化周期、工作温度以及抽运功率与周期极化掺镁铌酸锂光学参量振荡器输出的信号光脉冲宽度的作用关系.实验采用LD端面抽运的声光调Q Nd∶YVO4激光器作为抽运源，在晶体温度为30 ℃、极化周期为29.5 μm条件下，当抽运功率为1 008 mW时，获得了平均功率为238 mW的信号光输出，其光-光转换效率为23.6%，最窄脉冲宽度约为9.3 ns，相对抽运光脉宽被明显压窄.

从理论上和实验上对飞秒激光脉冲通过散射表面后的时域特性进行了研究分析。用频率分辨光学开关法对通过散射表面前后的飞秒脉冲进行了测量和对比。理论分析和实验结果表明, 由于散射表面对飞秒脉冲的散射导致飞秒脉冲的展宽和形状的畸变。输入脉冲在时间相关函数的半峰全宽为64 fs; 透射脉冲在时间相关函数半峰全宽的平均值为117 fs。对透射脉冲场的统计特性进行了讨论, 透射脉冲场实部和虚部的概率函数分布遵从高斯函数分布; 强度的概率分布遵从指数分布规律; 给出了入射飞秒脉冲强度的自相关函数分布和飞秒时域散斑场强度的互相关函数分布的实验结果, 并且对二者的时间相关函数进行了讨论。

Alignment errors of sub-aperture gratings in the optical design of tiled gratings and tiled grating compressors are almost unavoidable. It is important to study the relation between alignment errors and temporal properties of the tiled graing. Analyzed by pulse compression theory, the relation between these alignment errors and focused pulse width broadening is obtained. And the numerical calculation results show that planar alignment errors have much more important influences on the pulse duration, which must be controlled within 21.08 μrad, and the groove-width difference also affects the pulse duration severely, so the ratio between the groove-width difference and groove-width must be controlled within 10-5. From the point of view of eliminating angular dispersion, the planar tilt errors and groove parallelism can ompensate each other, and the groove-width difference and planar errors of tip can also compensate each other.

在拼接光栅和拼接光栅压缩器的设计中,子光栅调节偏差不可避免,各维偏差与拼接光栅的时间特性之间的关系很关键。通过脉冲压缩理论分析得到各维偏差和聚焦脉冲时间宽度展宽之间的解析关系,从数值计算结果分析,面平行左右偏差对脉冲的时间宽度影响较大,必须控制在21.08 μrad内；条纹密度差异对脉冲宽度的影响很显著,相对条纹密度的比值应控制在10-5以内；从消除角色散的角度分析,面平行俯仰偏差和条纹平行度偏差可以相互补偿,条纹密度差异和面平行左右偏差也可以相互补偿。