为解决表面光散射法在临界振荡区测量偏差较大的问题，探索该方法应用于全黏度牛顿流体黏度测量的途径。修正表面光散射小角度仪器加宽效应，考虑气液界面表面波在近临界振荡区体相耗散效应，建立可以精确刻画牛顿流体全黏度范围的表面波频域色散方程，利用离散快速傅里叶变换将获得的时域相关数据转化为频域数据，并开发了多元频域拟合算法，以确保在任意黏度范围可以精确获得其黏度和表面张力值，并能给出统计学意义的不确定度。本研究提供了一种绝对的、全黏度范围牛顿流体黏度测量的表面光散射理论、方法和系统。

提出了横电、横磁偏振布拉格角入射下光栅模式的色散方程可进一步分解的理论,证明了分解得到的方程与光栅模式对称性间的等价关系。光栅模式的对称性有助于阐释光栅内部衍射过程的物理图像。通过讨论光栅模式方程的根的分布性质,提出了一种提高有效折射率计算效率的方法。

根据已测K9玻璃和晶体(ZnS，MgF₂，Calcite)的实验数据，将遗传模拟退火算法应用于修正的Sellimeier方程的参数反演中，建立了上述材料的色散方程。同时比较了遗传模拟退火算法和遗传算法(包括标准遗传算法和多种群遗传算法)在迭代搜索性能方面的差异。结果表明：遗传模拟退火算法的优化效果最优并且性能最稳定。同时，将通过遗传模拟退火算法所得K9玻璃和晶体在某一光谱区域的色散方程应用于其他光谱区域中，发现色散方程的拟合值与实验值符合较好，这表明通过该方法所得色散方程具有较好的外推性。因此，通过遗传模拟退火算法进行色散方程的参量反演方法可以用于其他材料色散方程的拟合。

为了研究智能优化算法在不同晶体材料色散方程参数反演中的迭代搜索性能问题, 根据已测石英和方解石晶体的实验数据, 分别采用遗传算法、模拟退火算法和遗传模拟退火算法应用于晶体色散方程的参数反演中, 获得了晶体修正的塞耳迈耶尔方程的参量, 同时比较了三种算法在迭代搜索性能、算法稳定性、计算时间和差方和等之间的差异, 结果表明, 三种算法在晶体色散方程参数反演时都可以得到满意的结果, 但是, 由于遗传模拟退火算法同时具备遗传算法的快速全局搜索性能和模拟退火算法的极强局部搜索性能, 使得在晶体色散方程参数反演中的优化效果更优.因此在建立其它材料色散方程时建议采用遗传模拟退火算法, 而且这一结果对研究混合智能算法的迭代搜索性能也是有帮助的.

为解决正交场返波管太赫兹源慢波结构的设计问题，研究了开放式单排矩形梳齿慢波结构的色散及耦合阻抗特性并给出了设计思路及结果。利用单模近似法和数值计算得到了各几何参数对慢波结构性能的影响。结果表明：慢波周期长度可相对独立地优化耦合阻抗；设计慢波结构时可根据工作频率、加工工艺和电子枪性能确定其余三个几何参数，主要是对慢波周期长度进行调节。进一步的数值计算给出了梳齿间距在0.010~0.025 mm 范围内、工作频率在300~420 GHz 范围内的开放式矩形梳齿慢波结构的具体尺寸。利用粒子模拟软件对一个设计结果进行了仿真，得到的工作频率验证了冷腔分析的结果。

提出一种精确测量石英晶体旋光率的光谱分析法。 利用光学矩阵方法对测量原理进行了分析, 指出通过测量由两个平行放置的偏光镜和石英晶体所组成系统的透射曲线就可以精确计算出石英晶体的旋光率； 并利用分光光度计设计实验, 验证了该方法的正确性。 对实验数据进行了处理, 拟合出了旋光色散方程, 对比Lowry的公式, 所得出的公式在可见光范围内的更为精准。 对实验数据进行了误差分析, 结果表明: 选取厚的石英晶体, 长的测量波段、 低的扫描速度、 小的狭缝宽度都有利于提高测量精度。

单色仪是一种分光仪器，它通过色散元件的分光作用，把一束复色光分解成不同波长的单色光。文章提出了针对三光栅扫描色散机构单色仪的标定方法。对于采用正弦扫描机构的单色仪多采用多项式拟合方法实现波长标定，其精度高低取决于标定点数的多少。在全波长范围内，多项式拟合标定方法的精度有限。文章根据三光栅扫描单色仪的实际设计方案，采用正弦曲线拟合方法。光栅方程本身符合正弦规律，少量的标定点就可以满足拟合精度要求。适当选取待定参数，可以大幅度减少拟合运算过程中的计算复杂性。根据仿真软件的分析结果，其波长拟合偏误差小于

对零折射率手征介质(介电常量和磁导率同时等于零的手征介质)作为包层的光纤中模式的奇异特性进行了理论研究.给出了导模的电磁场分布公式，推导出导模色散方程和功率的数学表达式，通过数值计算，给出了不同手征参量情形下的色散曲线，讨论了手征参量对归一化功率的影响，发现了导模的一些奇异特性，如存在表面波模、基模单模区，出现传播常量双值、模式交叉、功率储存现象等，特别是出现了纤芯和包层中的功率都为负值的完全后向波奇异模式.