报道了一种新型环形腔可调谐多波长光纤激光器，腔内以半导体光放大器为增益介质，利用高双折射光纤构成的高双折射环形镜的滤波特性，在室温下，获得了基本符合ITU－T标准100GHz的17个波长以上的稳定多波长输出．各信道峰值功率差小于6dB，线宽小于0．102nm，信噪比大于25dB．通过调节高双折射环形镜内的偏振控制器状态实现了这一组波长整体在50GHz范围内连续可调谐．并利用实验方法，对该光纤激光器应用于掺铒光纤放大器对多信道放大性能测试的可行性进行了初步探讨．

根据增益波导垂直腔面发射激光器直接耦合的准三维理论模型，通过有限差分法对注入电流密度、载流子浓度、光场和热场分布方程求自洽解．研究了垂直腔面发射激光器的电、热和光波导特性，同时提出了一种具有双氧化限制层的增益波导垂直腔面发射激光器结构，并通过对比研究了N－型分布布喇格反射镜和双氧化限制层对增益波导垂直腔面发射激光器特性的影响．计算结果表明，如果忽略N－型分布布喇格反射镜的影响将与实际的垂直腔面发射激光器有较大偏差；双氧化限制层结构对激光器特性有较大的改善，它为增益波导垂直腔面发射激光器提供了一种降低阈值，抑制高阶横模的方法．

建立了闪光灯抽运热容型钕玻璃棒状激光器的模型，计算并分析了棒内的温度和应力分布．结果表明，棒的掺杂浓度和初始温度对热容激光器的应力分布有影响．所得结果对热容激光器的设计、安全运行和运行成本的降低有实际应用意义．

以Gauss、Hyperbolic Secant、Lorentz三种脉冲为例，利用理论推导和数值模拟的方法研究了载波相位对超短脉冲时间重心的影响，并给出了三种脉冲的时间重心与载波相位的解析表达式和数值模拟的图形．研究结果表明：当脉冲包络的宽度短于一个光学振荡周期时，载波相位对超短脉冲的时间重心开始有较显著的影响．

描述了飞秒脉冲基频光、倍频光光束位相差对相干控制光电流注入的控制作用，提出一种控制基频光、倍频光在全光孔径干涉光场内的等相面保持一致的实验方案，制作了一套相位差稳定自动控制系统，并应用于光学相干控制光电流实验中，获得较好的实时控制结果．

从非线性Schr?dinger方程出发，根据线性的近似分析方法，通过把介质片厚度和片间空气间隔转化为线性与非线性传输距离比讨论了系统B积分值和空气间隔对非线性增益谱的影响．着重分析了激光介质片数以及B积分值和非线性增长率之间的关系，并讨论了增长率随B积分值与片数的变化规律．其他参量不变的情况下，片间空气间隔的增大，使增益谱向长波方向移动，而介质片数则对增益谱的最高增益和谱线位置都有影响．同时，对这一现象做了无空气间隔的等效模拟．

应用有限差分方法对金属－半导体－金属光探测器进行二维分析，全部数值模拟工作都是基于半导体物理的基本微分方程完成的．结合模拟结果对金属－半导体－金属光探测器的瞬态响应进行了分析，以特性分析结果为基础针对探测器的响应速度和响应率等性能指标进行了二维结构上的优化设计．

以典型的基于MEMS的FP腔结构为例，用传输矩阵方法推导了考虑反射相移的半峰全宽的解析表达式．利用此解析表达式分别模拟了考虑反射相移的半峰全宽与干涉级次和FP腔两反射镜间距的关系，并将其与不考虑反射相移的半峰全宽进行了对比；同时将反射相移和反射率对半峰全宽的影响进行了比较分析．

设计和分析了一种新型的用于全光通信网络的高速微型1×2磁光开关，包括光学光路和高速控制．纳秒脉冲发生器的纳秒脉冲电流用于控制传输1550nm光束的磁光晶体的磁化强度．对纳秒脉冲发生器的电路设计方案和纳秒脉冲磁场设计方案分别进行计算机仿真和实验验证．结果表明：纳秒脉冲发生器能够输出上升沿1．9～3．2ns、上升幅度10～90V和脉宽4～100ns的脉冲．在单片机MCU的控制下，可以实现光束的平稳切换，目前的开关时间小于1μs．

介绍了一种硅微机械FP腔器件，该器件作为光学滤波器、光学衰减器等在光纤通信技术中具有广泛应用．采用化学气相沉积、刻蚀、金属蒸发等工艺对该器件进行加工，并利用湿法腐蚀释放使其形成悬空结构，悬空膜采用静电激励驱动．分析了器件的基本原理、工作范围、静电激励的阈值电压等特性，并指出了影响阈值电压大小的因素．

研究了不同掺杂浓度Yb∶YAG晶体的发光特性和荧光寿命．Yb³⁺在YAG晶体中的掺杂浓度分别为5at%、10at%、20at%、30at%．Yb³⁺离子掺杂浓度越高，Yb∶YAG晶体的吸收系数越大．采用940nm波长的LD泵浦源和TRIAX550荧光谱仪，对这一系列掺有不同浓度Yb³⁺的Yb∶YAG晶体进行了荧光光谱的测定．结果表明：在1030nm主发光波段的荧光强度以10at%Yb∶YAG的为最强．同时发现它在450nm～680nm波段有明显的可见发光，其强度随Yb³⁺掺杂浓度的增加而迅速地增强．Yb∶YAG晶体的荧光寿命存在浓度猝灭现象，对猝灭机制进行了分析研究，指出浓度猝灭的主要原因是合作发光和痕量稀土离子的上转换发光．

针对星载超光谱成像仪摆镜系统提出了一种通用方便的地面检测方案，给出了该方案的硬件组成，详细介绍了方案中检测软件的设计方法，阐述了防止步进电机换向丢步及限位信号抖动的措施，给出了软件主要流程框图．实验结果及检测后摆镜实际运行效果验证了该检测方案的有效性、可靠性．

室温条件下，用355nm的激光激发氧化锌纳米线，测量了其发光光谱．观察到半宽度较小、峰值波长约382nm的紫光峰和半宽度较宽、峰值波长约507nm的绿光峰；两峰的发光强度随激发光功率密度的变化而变化，且均存在饱和效应，但各自的变化规律及饱和值的大小不同；紫光峰的中心波长随激发光功率密度的增加而发生了明显的红移．对两峰产生的机理、强度饱和值存在的原由、强度随激发光功率密度变化及紫光峰红移的起因进行了分析．

制得了稀土配合物Eu(TTFA)₃掺杂的SiO₂胶体球，并用透射电子显微镜(TEM)和荧光分光光度计对其形貌和荧光光谱特性进行了详细地研究．TEM形貌分析表明，掺杂SiO₂胶体颗粒具有球状的外形和光滑的表面，平均直径约为300nm．荧光光谱分析表明，该稀土配合物掺杂胶体颗粒具有Eu³⁺离子典型的荧光光谱特性，荧光寿命约为290μs．进一步分析实验数据，发现在Eu(TTFA)₃掺杂浓度为质量分数0．5～1．5的范围内，荧光强度随着掺杂浓度的增加而增加，而荧光寿命几乎不随掺杂浓度而变化．

提出了一种基于白光干涉术测量低锐度光纤外腔Fabry－Perot干涉仪(EFPI)的方法．用宽带光源注入F－P腔，在接收端用一高锐度的可调谐光纤F－P滤波器对EFPI的反射光谱进行扫描，获得了周期性变化的光谱输出．为了测量出EFPI的腔长，对光谱信号进行傅里叶变换，得到光谱的周期，由此求出EFPI的绝对腔长．证明了用低锐度EFPI的测量准确度由腔长决定．F－P腔越长，测量准确度越高．在腔长分别是200μm，400μm和600μm时，测量的腔长与实际腔长相同．

基于偶氮苯聚合物的光致异构和光致取向特性，开展了双偶氮苯功能化聚合物薄膜表面微结构的“刻写”研究．利用两束相干光照射，在样品表面“刻写”出了亚微米量级的光栅结构；利用分步法在样品表面制作出了清晰的“三角格子”等花样微结构，证明了双偶氮苯功能化聚合物对于表面微结构的制作有较强的可操作性．通过对比单偶氮和双偶氮材料的实验结果，证明了双偶氮聚合物具有响应时间快、衍射效率高等特点，并由此讨论了偶氮苯聚合物薄膜表面微结构的形成机理及其偏振选择性．

利用溶胶－凝胶法(Sol－Gel)制备了纳米ZnO薄膜，获得了高强的近紫外发射．室温下测量了样品的光致发光谱(PL)、吸收谱(ABS)、X射线衍射谱(XRD)．X射线衍射(XRD)的结果表明：纳米ZnO薄膜呈多晶态，具有六角纤锌矿结构和良好的C轴取向；发现随退火温度升高，(002)衍射峰强度显著增强，衍射峰的半高宽(FWHM)减小、纳米颗粒的粒径增大．由吸收谱(ABS)给出了样品室温下带隙宽度为3．30eV．在PL谱中观察到二个荧光发射带，一个是中心波长位于392nm附近强而尖的紫带，另一个是519nm附近弱而宽的绿带．研究了不同退火温度样品的光致发光峰值强度的变化关系，发现随退火温度升高，紫带峰值强度增强、绿带峰值强度减弱，均近似呈线性变化．证实了纳米ZnO薄膜绿光发射主要来自氧空位(V₀)形成的浅施主能级与锌空位(V_Zn)形成的浅受主能级之间的复合，或氧空位(V₀)形成的深施主能级上的电子至价带顶的跃迁；紫带来自于导带中的电子与价带中的空位形成的激子复合．

玻尔兹曼统计法和均方位移法是两种可用于对非球型生物细胞在简谐光势阱中光阱力的标定方法．用数字实验对这两种标定方法进行了比较，结果表明：与均方位移法相比，玻尔兹曼统计法不仅适用于各向异性非球性细胞，也适用于非简谐、非对称光势阱中任意形状的生物细胞光阱力的标定，结论与已有直接实验相符．

用激光诱导荧光光谱法研究了全血溶液在不同衰变时间的荧光光谱变化规律．经小白鼠眼眶取血后配成不同浓度的全血溶液，每隔三小时检测一次其荧光光谱，得到了全血溶液在整个衰变过程中不同时间段的荧光光谱．研究结果表明：存放在室温空气中的血液会随存放时间的延长，其628nm处的荧光峰产生红移，同时荧光峰强度也随之减弱．提出血液荧光光谱峰值红移是由于血细胞在老化过程中红细胞膜不同程度受损引起的．红细胞受损导致溶血，其中的血红蛋白大分子之间将发生共振能量转移，引起自吸收，从而使荧光光谱强度降低．其研究结果将会对研究血液细胞的衰变机理，理解机体细胞的衰变具有一定的参考意义．

利用太阳光谱辐射计进行了可见到近红外波段整层大气连续光谱透过率的测量研究．在对太阳辐射计可靠定标的条件下，通过测量太阳直射光谱，运用Langley方法推算到达大气层顶的太阳辐射，最终获得了该波段范围内的连续大气光谱透过率及特殊波长上的透过率的实际变化情况．通过分析晴天无云大气条件下不同时间、不同气溶胶含量、不同季节、不同气溶胶模式下的大气透过率特征，初步获得了其变化规律，为大气层外目标探测提供了一些基础．

针对5种主次吸收峰严重交叠的红外混合气体定量分析问题，提出一种基于高阶累积量分析方法，该方法将重叠的吸收谱线映射到彼此相互分开的四阶累积量空间；在四阶累积量空间中提出一种基于正则理论和最小二乘相结合的支持向量机多维数据建模方法．在小样本下有效地提高了模型的准确度和收敛速度．实验结果表明，该方法使系统的引用误差小于4%，因而能满足外场使用的要求．

分析了影响全息干板银盐乳胶在处理过程中收缩的几个因素，并通过实验，找出了在拍摄及处理体积反射全息图过程中，曝光量、漂白液温度及脱水的方式对乳胶收缩影响的规律．在此基础上提出控制乳胶的收缩，即控制反射全息图衍射波长的方法，从而达到彩色反射全息图的实现．实验结果表明该方法做出的全息图效果良好．

介绍了哈特曼层析测量系统的原理，设计静态测试实验，对实际圆对称折射率场分布进行了层析重建．系统由哈特曼采集折射率场的投影数据，采用代数重建算法进行层析重建，取得了满意的重建结果．

对光的单边带归零信号(SSBRZ)的一种产生方式进行了推导．通过合理设置调制器的偏置电压，使产生的SSBRZ信号的一个边带得到更有效的抑制，而且没有引起光脉冲的变形．对其在普通单模光纤(SMF)40Gb／s传输系统中的传输进行了仿真，并和归零(RZ)信号、载波抑制的RZ(CSRZ)信号的性能相比较，结果表明：在色散完全补偿的单信道传输系统中，SSBRZ的抗非线性能力比RZ、CSRZ强．

提出并研制出了一种基于光纤光栅的新型光学标准具．这种新型标准具技术采用大啁啾取样光栅制作，可用于光纤光栅传感解调系统中．通过调节大啁啾取样光栅的啁啾系数和取样函数，使透射谱具有法布里－珀罗标准具的特性．运用传输矩阵法进行了模拟计算并进行了实验验证．由于采用已经比较成熟的标准光纤光栅写入方法，基于光纤光栅的标准具性能可靠，适合规模生产，在光纤光栅传感技术上有重要的应用．

利用双程双向泵浦单级掺铒光纤的结构实现高效率的L波段掺铒光纤放大自发辐射输出，同时选择1480nm半导体激光器作为泵浦源，高掺杂铒光纤为增益介质，通过优化铒光纤长度，获得了在1566～1604nm(38nm)，自发辐射谱功率高于－16dBm，总输出功率13．7dBm的L波段掺铒光纤放大自发辐射光源．该光源结构相比于双程前向泵浦结构的L波段掺铒光纤放大自发辐射光源，其泵浦效率从11．8%提高到23．4%．

基于功率密度的二阶矩方法，推导出了非傍轴平顶高斯(FG)光束束宽和远场发散角的解析表达式．研究表明，当w₀／λ→0时，远场发散角趋于渐近值θ_max=63．435°，与阶数无关．使用非傍轴高斯光束代替傍轴高斯光束作为理想光束，研究了非傍轴FG光束的M²因子，并与传统定义的M²因子作了比较．在非傍轴范畴，非傍轴FG光束的M²因子不仅与阶数N有关，而且与w₀／λ有关．按照定义，当w₀／λ→0时，非傍轴FG光束的M²因子不等于0，对阶数N=1，2，3时，M²因子分别趋于0．913，0．882和0．886．当N→∞时，M²因子取最小值M²_min=0．816．

讨论了双贴合无光焦度校正板放在次镜后的双反射球面系统．根据像差理论分析了消像差的条件，研究了主镜的相对孔径变化、校正板在次镜后的位置变化以及无光焦度校正板的正负透镜的不同组合形式对系统高级残余像差的影响．结果表明：当主镜的相对孔径增加或校正板靠近次镜时，系统的残余像差增加；无论校正板的第一个透镜是正透镜还是负透镜，系统在某一光焦度处残余像差最小，并且靠近次镜的透镜最好采用负透镜．

为了获得分束角对称的偏光分束棱镜，在双Wollaston棱镜结构的基础上，通过合理设计棱镜左右两端晶体光轴的取向，使棱镜整体呈中心切面对称；在保证对正向入射的光对称分束的同时，对反向入射光同样可以对称分束，达到了双向对称分束的目的；在此基础上给出了晶体光轴的旋转角δ与棱镜结构角S以及与波长的关系；并分析了对633nm设计的棱镜用于其他波长时分束角的对称性．结果表明：在±300nm的光谱范围内，分束角的不对称度均小于0．24°．

提出了一种利用图像处理手段获取舰船尾流中气泡大小和密度的新方法．该方法对利用高速数字摄影设备拍摄的尾流图像进行处理；具有直观、实时、高效等特点，可以方便地应用在实际的工程项目中．

描述了基于CCD摄像的同步辐射光束线光斑位置监测系统．在光束线运行中实时监测光斑与入射狭缝的相对位置．已在国家同步辐射实验室多条光束线安装．对光斑位置及其角度监测的准确度分别达到10．53μm、2．3μrad，具有较高的灵敏度．在线监测到同步辐射光斑的垂直抖动0．37mm、扭转角度83μrad．说明此时电子束流不稳定，偏离了预计的轨道．同时，为同步辐射光束线的调试和电子束流的诊断提供了可靠的依据．

为了较快、较高准确度地检验大波差的非球面或球面，将一个液晶显示器作为低频光栅和移相装置被用于朗奇检验，在小液晶显示器上由计算机生成光栅图，代替普通光栅和步进电机．消除了因电机移动引起的移相误差，消除了因转动光栅的角度不能正好达到90°而引起的误差．以一个非球面为例，做了移相测试及波面复原．实验表明液晶显示器可作为一个光栅和移相装置．

提出了对软性亲水性接触镜采用非接触的光电成像检测方法．将浸于液体中的软性亲水性接触镜置于高准确度的标准环上，采用投影光学系统将其投影放大，并用光电图像探测器接收软性亲水性接触镜的放大图像．通过计算机图像处理、计算出放大后的图像尺寸，然后利用成像公式、标准环的尺寸等相关参量，最终计算出软性亲水性接触镜的实际几何参量．采用放大倍率为20倍的投影成像光学系统，像元中心距为50μm、像元数为512位的CCD线阵，51系列单片机进行数据处理．经计算，该光电成像测量系统对软性亲水性接触镜的中心厚度、曲率半径的测量分辨力达到了0．005mm，远高于系统0．01mm的准确度要求．

通过对传统绝对式码盘编码方法原理的研究，提出了一种新型的编码方法——单圈绝对式编码方式．根据设计的码盘位数，运用VC语言进行可视化编程，得出角度位置和编码一一对应的编码．该图形简单，制作方便，易于提高准确度和实现编码器的小型化，克服传统绝对式码盘码道数过多、结构复杂、刻划难度大、编码准确度低等缺点，为进一步研制单圈绝对式编码器提供了理论依据和技术支持．

对立体成型技术中广泛使用的振镜扫描系统进行了理论分析，指出了振镜的二维扫描偏转角和平面坐标之间存在着非线性映射关系．提出了一种实用的校正算法，该算法用理论数据与激光束在相应点的实际数据进行比对，制成校正表，按插值算法校正实际的枕形畸变及其它误差．该算法适用于使用振镜实现二维扫描的系统，能对应用这种原理工作的激光成型设备进行现场校正．

分析了小波双线性插值中高频外推阈值门限与重建图像峰值信噪比的变化关系，提出了峰值信噪比最大小波双线性插值迭代算法．提出的算法能够自动搜索到峰值信噪比最大的高频外推最佳阈值门限，实现了在不破坏光学遥感图像原始信息的情况下，提高图像的空间分辨率，有利于对图像的细节信息进行观察分析．实验结果表明，该算法重建图像的峰值信噪比比双线性插值和全小波插值重建图像的峰值信噪比高5．5dB和2．5dB，重建图像的熵增加到原图像的1．3倍．

提出一种利用BP神经网络进行三维宽场显微图像复原的非线性映射方法，将三维图像转化为二维图像进行处理，利用神经网络的学习能力，通过训练，建立含有散焦信息的二维模糊图像与二维清晰图像之间的映射关系，然后对切片堆叠进行逐幅复原，从而实现显微图像的三维复原．得到的复原图像在视觉上和定量分析上都获得了很好的效果．由于采用小规模神经网络，训练时间短，计算量小，使实时复原成为可能．

围绕视距估算，基于微光下的视觉探测方程和图像阈值对比度，利用图像处理技术和最小二乘数据拟合方法，提出了一种比较客观的夜视系统野外视距估算方法．为了验证该方法的有效性，针对六种夜视系统，分别进行了野外比较试验．试验结果表明：该方法有效地提高了微光夜视仪的视距检测速度，具有较高的估算准确度和很好的实用性．因此，该方法对于夜视系统性能分析具有科学的指导意义．

提出并研制出了一种基于光纤光栅的新型光学标准具.这种新型标准具技术采用大啁啾取样光栅制作,可用于光纤光栅传感解调系统中.通过调节大啁啾取样光栅的啁啾系数和取样函数,使透射谱具有法布里-珀罗标准具的特性.运用传输矩阵法进行了模拟计算并进行了实验验证.由于采用已经比较成熟的标准光纤光栅写入方法,基于光纤光栅的标准具性能可靠,适合规模生产,在光纤光栅传感技术上有重要的应用.