光学频率梳（简称光频梳）作为一种优秀的多波长光源在通信领域具有巨大的应用潜力。通过将光频梳光源与波分复用技术（WDM）、空分复用技术结合（SDM），通信系统可以具有百Tbit/s量级的传输速率，在5G/6G通信、物联网、自动驾驶等方面具有重要的应用价值。目前实现光频梳的方法主要有以下四种，分别为基于锁模激光器产生飞秒光频梳、基于光学微腔产生光频梳、基于电光调制器产生光频梳以及基于行波四波混频产生光频梳。它们各具特点，但均很难同时实现宽光谱、高信噪比、高平坦度、高的单梳齿功率以及梳齿频率间隔大范围可调，这在一定程度上影响了光频梳在光通信领域的应用。本文提出基于受激布里渊激光腔产生种子梳，采用腔外负色散光纤进行脉冲压缩，进一步利用色散调控的高非线性氟碲酸盐光纤进行扩谱，从而实现光频梳产生。数值计算结果表明，通过该系统，我们可以得到重复频率大范围可调、光谱覆盖整个O-U波段且在O-U波段梳齿强度标准差小于5 dB的平坦光频梳，证明了通过基于布里渊激光腔与色散调控高非线性氟碲酸盐光纤的光学系统产生可用于光通信的平坦光频梳的可行性。

为拓展脉冲功率技术在超快诊断领域的发展和磁脉冲压缩技术的应用，基于磁性元件良好的开关性能和脉冲宽度压缩原理，采用具有多重压缩特性的级联磁开关，设计磁脉冲压缩电路，并将输出的皮秒选通脉冲应用于分幅相机时间分辨率研究。研究结果显示，磁脉冲压缩电路能产生适用于分幅相机的皮秒选通脉冲，当直流电源为500 V，磁开关电感量为1 μH，初级线圈回路充电电容为4 μF，变压器匝数比为10∶1，磁开关线圈匝数比为1∶2，复位电流为1 A，次级线圈回路和两级磁开关电路充电电容为1 pF时，获得幅值为-3.2 kV和半高宽为149 ps的选通脉冲，将其加载于采用蒙特卡洛法建立的微通道板通道内光电子动态倍增模型，通过计算随选通脉冲的时变增益和构建微通道板上的时间-增益曲线，可实现87 ps的分幅相机时间分辨率。研究结论可为应用于分幅相机的皮秒选通脉冲产生以及磁脉冲压缩电路的拓展应用提供新思路。

布里渊散射是指入射到介质的泵浦光束与介质内的弹性声波声子发生相互作用而产生的三阶非线性光散射现象。在受激布里渊散射（SBS）脉冲压缩过程中，时域脉宽压缩研究较为广泛，但压缩过程中频域线宽变化与介质粘度、折射率等特性密切相关，因此文中研究聚焦单池结构下SBS脉冲压缩过程中介质FC-770产生的Stokes线宽变化影响因素，发现随着泵浦能量的增加，Stokes线宽先迅速增加后逐渐压窄至400 MHz左右，而随着产生池前透镜焦距的逐渐减小，Stokes线宽迅速压窄，且随能量变化线宽变化范围减小，最后探究了入射激光线宽对Stokes线宽变化的影响因素，得出介质FC-770产生的Stokes线宽值与入射激光线宽呈正比例关系，入射激光线宽值由280 MHz变化到450 MHz左右时，输出的Stokes线宽值由500 MHz变化到680 MHz左右。

梳状谱微波通常指具有中心频率，频谱分布与梳子形状相似，在一定带宽内多个频点具有能量分布的电磁波。梳状谱微波在电子对抗方面具有其它对抗方式所不具备的独特优势，在通信对抗、雷达对抗等领域显现出了极好的应用前景。该文介绍了一种大功率梳状谱微波产生方法，利用路径编码脉冲压缩技术将宽带连续波源产生的微波进行压缩，获得了中心频率2.85 GHz、频带宽度1 GHz、频谱间隙250 kHz、峰值功率160 kW的梳状谱微波。后续实验进一步表明，利用该方法获取的梳状谱微波的中心频率、频带宽度、频谱间隙都是灵活可调的，能够应用在多种电子对抗场景当中提升对抗干扰能力。

脉冲压缩光栅是实现高能量激光的核心光学元器件，其制造过程中产生的表面污染物和微结构缺陷成为限制高功率激光系统发展的技术瓶颈，为了提升光栅的激光诱导损伤阈值，提出利用磁性复合流体进行脉冲压缩光栅（PCG）后处理抛光研究。对抛光前后光栅样品的微观结构，表面形貌、表面粗糙度、衍射效率和激光诱导损伤阈值等参数进行测量，进行抛光前后光栅表面质量和光栅性能的评估。研究发现，磁性复合流体抛光能够在不破坏实际光栅结构的前提下抑制加工过程产生的毛刺，微结构缺陷等；经3 min抛光后，光栅顶部表面粗糙度从21.36 nm下降到3.73 nm；激光诱导损伤阈值从2.8 J/cm²提高到3.8 J/cm²，抗激光损伤性能提升35.7%，且不影响衍射效率。实验结果表明：磁性复合流体抛光是一种可以提高光栅元件表面质量，提升光栅元件光学性能的有效方法。

单周期的激光脉冲是通过高次谐波方法产生孤立阿秒脉冲的理想驱动源。基于空芯光纤的脉冲后压缩法是获得高时空质量单周期飞秒脉冲的重要途径。本文开展基于充气空芯光纤的脉冲后压缩理论研究，模拟并优化了空芯光纤中纤芯半径，传输长度，气体压强等参数，在充有氩气或氪气的空芯光纤中将光谱展宽达到一个倍频程，并通过色散补偿将掺镱激光器倍频的515 nm脉冲的脉宽压缩至近单周期，其压缩比达到100。该研究结果为基于高功率长脉冲的掺镱激光脉冲的高压缩比实验提供理论指导，为高亮度阿秒激光产生提供高性能驱动光源。

磁开关是重复频率脉冲功率系统可选的工作性能优越的开关器件之一。目前磁开关的仿真模型是基于伏秒积分的宏观特性建立起来的纯电路模型，未考虑磁芯饱和过程中磁芯特性的变化，仿真难以准确预测磁开关负载上的预脉冲，波形的前沿误差也较大。测试获得了快脉冲激励下的铁基纳米晶磁芯磁滞回线和初始磁化曲线，利用磁芯磁滞回线的关键参数，提取了脉冲激励下的磁芯J-A参数，用于定义多物理场中磁开关模型的磁芯特性。针对磁开关脉冲压缩电路，利用多物理场仿真软件COMSOL建立了磁脉冲压缩系统电路与磁开关电磁场的场路耦合仿真模型，计算磁脉冲压缩电路的输出波形，与实验结果对比，预脉冲幅值误差为2%，峰值误差为2%，前沿误差为5%，证明了建立的场路耦合仿真模型的有效性和准确性。

对高能量掺镱激光器进行腔外压缩，是获得高能量少数周期脉冲的重要方式。通过数值模拟研究了单脉冲能量为250 mJ，波长为1 030 nm的高能量掺镱激光器通过固体多薄片介质进行非线性脉冲压缩的过程，及介质周期、厚度对频谱展宽的影响。在优化频谱展宽条件的过程中发现，不超过介质损伤阈值的情况下，固体薄片组的周期和厚度对频谱展宽具有正向影响。通过选取合适的介质厚度及周期，激光频谱通过熔融石英介质进行展宽，最终输出的光谱带宽达229 nm，补偿色散后，激光脉冲由500 fs压缩至16.2 fs，压缩比达到30。研究结果为实现高能量激光脉冲的非线性压缩提供了理论参考。