根据激光与电子相互作用方程与电子辐射功率方程建立单电子对撞模型, 借助MATLAB软件模拟, 详细研究不同强度圆偏振激光脉冲作用下, 电子振荡辐射的三维空间分布特点。研究结果表明, 对撞电子的空间辐射最大值随激光强度的增大而增大。从三维空间图像特点来看, 随着激光强度的增大, 辐射圆锥面所围立体角不断扩大, 当振幅峰值由线性向非线性过渡时, 极角方向上的辐射值由平滑向出现波折转变, 方位角方向上由均匀向非均匀变化, 当归一化激光强度达到10时, 辐射方向近似垂直于运动方向呈平面。

介绍了一种固态高功率318.6 nm紫外激光系统，通过1 560.5 nm和1 076.9 nm红外激光单次穿过PPMgO:LN准位相匹配晶体和频产生637.2 nm单频红光，之后637.2 nm激光经四镜环形腔增强偏硼酸钡（BBO）晶体谐振倍频产生~2W的窄线宽、连续可调谐的318.6 nm 紫外激光。基于此激光系统，研究了声光调制器（AOM）闭环主动反馈稳定318.6 nm 紫外激光功率，时域激光强度起伏由±11.12%抑制到了±0.08%，频域反馈环路响应带宽约13 kHz。之后将紫外激光结合铯冷原子磁光阱，研究了俘获损耗光谱。获得稳定的、窄线宽、连续可调谐的318.6 nm紫外激光，对研究铯里德堡原子间相互作用有重要意义。

激光强度值会受到大气环境、激光测距值、目标物特性等因素的影响,同类目标物的激光强度值产生较大的偏差。为了消除扫描距离对地面扫描激光强度的影响,以激光雷达测距方程为基础,设计了同种材料、不同距离与点云反射强度的实验,通过实验得出了激光扫描距离与点云激光强度之间的变化关系和数学模型,并将实验数据修正效果较好的模型(如泰勒插值多项式模型、分段多项式模型、分段高斯函数与多项式混合模型)用于实例点云激光强度的修正,结果显示,泰勒插值多项式模型修正效果最好,可以有效地消除距离因素引起的点云强度偏差,使同类目标的激光强度趋于一致,异类目标的激光强度差异明显。

使用单束强聚焦的基模高斯光束可以构建光镊装载原子。虽然光镊一般选择远离原子共振跃迁线的激光,但是光镊的强度起伏仍然会导致原子逃逸,这样原子在光镊中的俘获寿命问题就变得至关重要。本实验以声光频移器(AOM)为主要元件,并施加外部反馈控制电路抑制937.7 nm波长光镊频域上的强度噪声以及时域上的功率起伏,降低光镊对原子的参量加热,从而有效延长原子在光镊中的俘获寿命。典型的频域噪声抑制带宽17 kHz, 噪声强度抑制10 dB,时域内激光强度起伏可以从峰峰值起伏±1350％抑制到±0036％,有效地降低了光镊的强度起伏。实验结果表明我们可以将937.7 nm波长光镊中单个铯原子俘获寿命从200 ms延长至1 180 ms.为后续原子内态的制备、激发等操作提供充足的时间,保证原子处于俘获状态,提高了实验成功率,缩短了实验时长。

目前,机载与地面激光雷达(LiDAR)点云配准方法大多利用三维点云的几何信息来获取机载与地面LiDAR点云的同名特征,并计算点云坐标转换参数,实现点云配准;提出了一种基于激光强度分类的配准新方法,首先对机载与地面LiDAR点云的激光强度信息进行纠正与分类,然后基于分类结果提取特征平面,将特征平面间的拓扑关系与分类结果作为约束条件,匹配得到同名特征平面,最后计算坐标转换参数,实现机载与地面LiDAR点云配准。实验结果表明:与传统方法相比,所提方法可以减小机载与地面LiDAR因扫描角度、点密度不同而导致的配准误差;在机载与地面LiDAR同名特征几何形状不完全一致的情况下,所提方法仍可得到较好的配准效果。

激光回波强度为点云数据的一种属性信息, 是目标对发射激光光束后向散射回波的光功率, 可以反映目标物体的表面特性。毛竹表面特征由其生理生长特性决定, 通过分析激光回波强度信息, 构建不同年龄竹秆的节间与激光回波强度的关系模型, 比较不同年龄毛竹拟合激光回波强度与实测激光回波强度的均方根误差, 以此判别毛竹的年龄, 并验证分析模型精度。结果表明：不同年龄和不同节间毛竹竹秆激光回波强度差异性显著, 节间内激光回波强度的差异性不明显; 该方法判别年龄的准确率达到92.5%, 地面三维激光扫描技术可为快速测算毛竹生物量提供竹龄参数。

受扫描仪到扫描物体的激光测距值、激光入射角、大气衰减等因素的影响，相同目标的激光强度存在较大偏差。从激光雷达测距方程出发，分别对激光强度的距离效应和角度效应进行改正。激光强度与激光入射角的余弦大致呈线性关系，但激光强度的距离效应较为复杂，激光强度总体上不与距离的平方呈反比，因此提出了一种利用分段多项式模型来消除激光强度距离效应的方法。实验表明，提出的改正模型能对点云激光强度进行有效补偿，通过将激光强度分别进行角度改正和距离改正，能够有效消除由距离和入射角引起的强度偏差，使同类物体的激光强度趋于一致。

基于激光雷达测距方程与扫描仪的辐射机制，建立激光强度值的线性改正模型。考虑到各种噪声的影响及非线性效应，对参数进行修正，建立强度值的修正改正模型，去除激光测距值及激光入射角对强度值的影响，得到仅与目标反射特性相关的改正强度值。通过设置类别总数，初始阈值及阈值步长，利用改正后强度值，提出了一种点云自适应非监督分类的方法。实验结果表明：基于修正模型改正后强度值的点云自适应非监督分类方法可以精确地对点云进行分类，整体分类精度达到84%。

针对1 064nm激光波长,设计出一种基于斜入射时偏振光在介质分界面上不同反射率原理的连续可调激光衰减器,角度控制精度为6″、损伤阈值为100 W/cm2(连续)、0.1 J/cm2(10 ns脉冲).实际测量了衰减器的透过率,透过率范围为8.5×10-5~1.分析了衰减器对传输光束质量的影响,并针对衰减器的性能改善进行了探讨.

从激光雷达测距方程出发，根据扫描仪的辐射机制，运用多项式模型拟合激光强度值与接收功率之间的关系。由于系统参数与目标反射率未知，接收功率无法获取，所以通过激光入射角的余弦与激光测距值平方的组合，构造新变量，实现目标反射率与扫描几何因素的分离，根据多项式模型建立激光强度值与新变量之间的模型关系。定义了标准测距值与标准入射角，分析残差特性，对激光强度中的距离和入射角效应进行改正。通过实验进行验证分析。实验结果表明：该方法能有效地去除由距离和入射角引起的强度偏差，精确地对激光强度值进行改正。