介绍了一种能够直接检测飞秒脉冲啁啾大小的方法。采用共轴结构的迈克尔逊干涉自相关二次谐波检测系统对自制碰撞脉冲锁模循环染料激光器输出的最窄脉冲宽度约为200fs的脉冲进行了测量。测得的飞秒脉冲自相关二次谐波曲线表明：实测曲线的下包络两翼明显隆起，包络外形很不整齐，对称性较差，说明光脉冲含有啁啾。通过比较干涉测量曲线和理论曲线的形状与面积的大小，可以直观地反映出光脉冲所含啁啾的大小。实验结果分析表明，利用满足光相关检测所需精度的光学元件和满足光相关探测基本条件的实验装置，能测得含有相位及啁啾信息的快干涉项信号，是一种能够直观检测光脉冲所含啁啾大小的可行方法。

提出了一种由大口径的熔石英棒和较大芯径的光纤组成的相位共轭镜。在光纤中产生的斯托克斯(Stokes)种子光经由熔石英棒放大后输出。该相位共轭镜可以用于高重复频率激光系统中以改善激光光束质量。实验中，在重复频率100Hz的情况下，最大获得了42．05%的受激布里渊散射反射率，光束质量从3降低到1．6；在重复频率400Hz的情况下，光束质量从4降到了1．7。根据实验条件建立的理论模型经数值求解后与实验结果拟合较好，并由理论推导提出了一种提高该复合型相位共轭镜工作状态的有效方法。

研究了三能级原子与多模光场相互作用的量子系统，从系统的密度矩阵运动方程出发讨论了无粒子数反转探测场的增益条件，发现当驱动场拉比频率取5，探测场拉比频率取1，非相干抽运取3，驱动场失谐量取3时，系统可以在偏离共振的两端获得粒子数无反转而相应的探测场获得了增益，即实现了无粒子数反转激光，其在光通信方面具有重要的应用价值。

基于光腔衰荡光谱技术，建立了以共焦腔为衰荡腔的单波长反射率测量装置，该装置可用于精密测量全固体激光器高反射率腔镜的反射率，检测得到了高反腔镜在946nm的反射率。实验测得平凹镜和平面镜衰荡时间的平均值分别为1．624 μs和821 ns，平凹镜的反射率为99．794%，相对误差精确到10^－5；平面反射镜的反射率为99．800%，相对误差精确到10^－4。结果表明，光腔衰荡法可用于高反射率腔镜反射率的测量，与分光光度计测得的结果相比，具有非常高的测量精度。

介绍了一种适用于在高重复频率调Q工作的RbTiOPO₄(RTP)电光晶体。通过分析温度变化对RTP晶体透过率的影响，得出通过极精确地控制RTP晶体温度变化范围来补偿晶体的自然双折射是不实用的，而必须用两块相同的正交放置的RTP晶体Q开关，才能补偿晶体的自然双折射，保证Q开关的稳定性。用两块相同的正交放置的RTP晶体Q开关进行了不同频率的电光调Q实验，实验结果说明了RTP晶体作为电光Q开关在高重频工作的潜力。

基于高功率激光系统前端全光纤脉冲整形系统输出的脉冲特性，以两路脉冲堆积为例，理论分析并讨论了光纤中群速度色散的作用，提出了分离距离的概念，得出了整形脉冲时间调制周期、瞬时频率，以及初始啁啾对脉冲波形影响的解析结果。数值模拟了脉冲波形、瞬时频率在正、负色散光纤中随时间的变化特性，以及时间调制周期与传输距离之间的关系。结果表明，堆积脉冲不同位置瞬时频率变化不同；脉冲时间调制周期与时延和初始啁啾以及色散符号有关。

用较为符合实际的高斯分布表示了脉冲激光输出功率密度分布，讨论了脉冲激光功率密度分布函数形状变化对烧蚀过程中靶材表面熔融前温度分布的影响。建立了考虑热源项的热传导方程，并给出了相应的边界条件。以Si为例，用有限差分方法模拟了温度随时间、位置的变化规律，模拟过程中强调了对边界条件的处理，使整体截断误差保持最小。通过改变脉冲激光功率密度分布函数的形状，分析了温度分布的变化。结果表明，相比恒定脉冲功率密度输出，功率密度高斯分布的激光束与靶材作用时高温阶段的温度变化率变大，靶材表面熔融时刻热扩散距离增加；当激光器上升沿变陡时，在有效作用时间内温度上升得更快，对加工区域周围热效应的影响明显减弱，而热扩散距离变小。

利用多个频率的微波静磁波同时与导波光的磁光作用可产生多级Bragg衍射光的原理可实现并行磁光频谱分析，即微波频率与衍射光在傅里叶透镜焦平面上的位置一一对应，而微波信号强度由多频静磁波对导波光的衍射效率确定。根据三频静磁波与导波光的磁光耦合方程，进行了仿真计算，结果表明，通过考虑多频磁光衍射中相位失配因素对衍射效率的影响可很好地恢复多频信号的相对强度。

通过实验研究了利用不同分光比耦合器构成的光纤环形腔实现光数据包循环复制的效果，并理论分析了影响复制效果的结构因素。耦合器分光比、光纤环形腔中的损耗和噪声对复制效果有不同的影响。光纤环形腔中光放大器、滤波器的加入，以及光脉冲直流基座的降低，可以明显改善输出的幅值和复制序列长度。但实验显示，接近等幅复制的光放大会引起光纤环形腔的自激。在这一情况下，在输出端增加饱和半导体光放大器(SOA)可提高复制信号的识别效果。

介绍了啁啾光纤光栅延迟线在光控相控阵雷达中的两种应用系统及其工作原理，即基于单波长激光器和多个可调啁啾光纤光栅延迟线的系统以及基于多波长激光器和一个可调啁啾光纤光栅延迟线的系统。介绍了这两种系统的光控相控阵雷达扫描角要实现连续变化时，啁啾光纤光栅延迟线的调谐原理。分析结果表明，若啁啾光纤光栅的长度长而反射谱窄，则啁啾光纤光栅较小的调谐量就能使光控相控阵雷达天线实现较大的扫描范围。

半导体光放大器(SOA)是具有优良非线性效应的光子器件，在光开关、波长变换、光逻辑运算中有重要的应用。从SOA载流子的速率方程和耦合波方程出发，建立了基于SOA的交叉增益调制波长变换理论模型，并利用分段模型分析方法，对SOA的交叉增益调制波长变换的消光比特性进行了详细的研究。研究结果表明，适当增大信号光功率、减小探测光功率并选择合适的波长差和SOA长度，可以有效地提高传输信号的消光比。

介绍了分步傅里叶数值方法的原理和步骤。通过数值模拟，得到随着自喇曼散射系数的增大，三阶飞秒孤子分裂的两个孤峰，左峰的超前越来越小，而右峰的延迟越来越大。从频谱上看，开始蓝移随着自喇曼散射系数的增大而增大，当增大到一定程度时，两边的频谱会中移。增加二阶色散系数，三阶飞秒孤子的裂化也会得到控制，在频域内表现为频谱中移变窄。

在研究偏振模色散的数值模型中，分段数N和分段长度L是基本的参数，这两个参数影响到偏振模色散的随机特性。在分段级联模型理论的基础上，采用琼斯矩阵的分析方法，对偏振模色散的特征矩阵进行了理论分析和数值模拟，研究表明，N和L的选取对偏振模色散的分析有直接的影响，N在适当大的情况下，使得L在某一均值附近微小变化，这样的参数选取是合理的。如果各分段长度保持不变，会使得二阶偏振模色散丧失随机性的特点。

介绍了叶尖定时测量旋转叶片的原理，设计的光纤束式传感结合光电接收实现了高精度的弱光检测。基于“5+2”传感器均布方案，利用双速率对叶片振动信号进行采样，通过“5+2”处理算法实现了振动频率的准确辨识，并在某航空设备上进行了高速模拟转子实验，实验表明测得频率与应变仪结果一致。

使用光学辅助设计软件ZEMAX设计了用于四通道数字高速分幅相机的光学分幅系统，并结合机械设计软件SOLIDWORKS，在ZEMAX的非序列模式下建立了光学分幅系统的三维立体仿真模型。成像质量达到了衍射极限，动态极限空间分辨率为16lp／mm。模拟分析结果表明成像质量理想，符合设计要求。

均匀材料表面除镜反射方向的其他散射方向光辐射强度都较微弱。采用信号参量估计中的最大似然估计，应用相关检测技术，利用被测信号与背景噪声不相关特性，设计了适于微弱光电信号检测的装置——锁相放大器。对金刚砂反射天顶角－55°～55°范围测量的实验结果与双向反射率(BRDF)模型比较显示，在可见光0．6328 μm波段，误差为3．43%；近红外1．34 μm波段，误差只有0．01%。该锁相放大器适用于材料表面双向反射率的测量。

为了测量激光散斑的统计半径，运用统计光学理论推导了二维近场散斑光强的归一化自相关函数，并提出了通过求解散斑图像自相关拟合函数的系数来计算激光散斑统计半径的一种测量方法，利用该测量方法编制的测量软件可以方便地计算出激光散斑的统计半径。通过对尺寸已知的模拟散斑的测量，测量结果与实际尺寸相吻合，证实了该测量方法的可行性。

基于双目立体视觉三维重构原理，采用主动扫描实现特征匹配的三维灰度重构技术，通过特征结构光扫描物体表面，由经过预标定的两套成像传感器拍摄其图像，经过图像处理程序提取出特征点，完成特征匹配，再计算出物体表面三维轮廓，同时将成像传感器中的灰度信息映射到相应的特征点，从而实现特征点的三维信息和颜色信息的重构和匹配。该技术为三维彩色逼真场景的重构奠定了基础。

基于中纬度卷云冰晶双峰、热带卷云冰晶三峰分布模型，利用Mie散射理论计算了1～13 μm范围内中纬度及热带卷云的消光系数、散射系数、吸收系数。计算结果表明，由不同形状冰晶构成的热带卷云的相应光学参数比中纬度卷云的光学参数大些，但11支子弹玫瑰形状的相应参数要小一些；两种卷云在2．8～3．1 μm，9．8～13 μm范围内都存在两个基本相同的透射通带；在计算中纬度卷云的光学参数时，可以只考虑中空六棱柱与实心六棱柱中的一种，但计算热带卷云的光学参数时，实心六棱柱与空心六棱柱需要同时考虑。

分析了烟雾透过率的测量方法，并根据此方法提出了基于ARM9的激光烟雾透过率远程测量系统的原理及结构，详细介绍了系统硬件和软件设计。经实验检测，该系统可实时显示激光通过烟箱前后的光强对应的电压曲线，经少量计算即可得到烟雾透过率，满足工作人员在浏览器端远程控制系统运行及测量烟雾透过率。

为了研究等间距直线条光栅的周期及其他相关参数的变化对大非球面镜朗奇检验法的影响，提出了一种评估郎奇检验灵敏度大小的新方法。其检验灵敏度定义为一个光栅周期所能检测到的镜面偏差大小能力。在朗奇检验的几何原理基础上，利用光线追迹法讨论了镜面偏差与朗奇光栅周期之间的关系，并以此推导出检验灵敏度公式，计算了抛物面镜的朗奇检测灵敏度。分析结果表明，如果给定镜子的规格参数及检验光路，朗奇检验灵敏度分别随着光栅周期间隔和半通光口径的变大而减小。

采用同轴相位衬度成像方法，基于PGW理论获得的频域相位衬度传递函数，对于理想光源和多色X射线源，用计算机模拟分析了如何选择物像距离和空间频率以获取最佳相位衬度像。实际应用中要综合考虑具体成像实验装置对于物像距离的可调范围以及成像分辨率的要求。对于具有一定谱宽的X射线源，应选择谱宽尽量小的源，以获得含信息量丰富、分辨率高的图像。

同步辐射光刻的三维聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate，PMMA)微结构制造对X射线光刻掩膜板的吸收体形状和PMMA所吸收的X射线能量分布有直接影响，即三维PMMA微结构形状取决于X射线光刻掩膜板的吸收体形状。如果不对X射线光刻掩膜板进行补偿，在被曝光的结构中可观察到结构侧面的变形。研究了引起这种结构侧面变形的各种原因并提出X射线剂量对刻蚀深度非线性曲线是最直接的原因。基于X射线光刻掩膜板图形形状和实际制造的三维PMMA微结构的误差，X射线光刻掩膜板从双直角三角形变为双半圆图形使得微注射针阵列的强度得到增强。为了量化实际制造的三维PMMA微结构的误差，给出了X射线吸收能量分布与微结构的结构形状数据。

随着CMOS、CCD探测器的广泛应用及其分辨率的不断提高，人们对电视镜头的分辨率提出了更高的要求。将显微工业电视镜头成像原理与传统显微镜进行了比较，并利用光学设计软件ZEMAX进行光学效果的模拟，给出了数值孔径为0．08，光学放大倍数为1，焦距为38 mm，视场直径为8 mm，全视场角为10°，分辨率为200万像素的光学系统设计结果。所设计的显微工业电视镜头可用于工业生产检测。

介绍了长余辉发光玻璃的研究历程与进展，从长余辉发光玻璃的发展过程、发光机理、制备方法和发展现状等方面进行了分析，并对长余辉发光玻璃研究中存在的一些问题和发展方向提出了一些见解。

场致发射显示是一种新型的平板显示技术，场致发射显示器继承了传统的阴极射线管显示器的优良特性，兼有液晶等薄型平板显示器的优点，具有广阔应用前景。介绍了几种不同阴极结构的场发射显示器工作原理及相应的驱动电路，分析并比较了二极管型和三极管型两种场致发射显示器的驱动电路，对新型场致发射平板显示器的理论研究具有参考意义。