为使CuBr蒸气激光器的工作状态最佳(稳定且高效)，利用正交设计实验方法对其放电回路参数实行最佳搭配实验，得到了一组放电回路参数，可使CuBr蒸气激光器工作在最佳状态。

介绍了一种性能优异的新型固体激光电源。采用新型的变换器结构，使电源具有较强的通用性。给出了原理电路模型，分析了工作原理。实验证明，该电源结构简单、适应范围广、成本较为低廉、工作可靠。

在考虑两种离子发光的动力学进展基础上，描述了2μm双掺铥钬(Tm／Ho)系统Tm→Ho能量转移基本过程，建立双掺Tm／Ho系统准四能级速率方程，得出阈值抽运功率和斜率效率的表达式，并利用得出的结论去分析在液氮制冷下光纤耦合激光二极管(LD)端面抽运掺铥钬钒酸钆(Tm／Ho∶GdVO₄)激光器实验。通过实验，实现了2μmTm／Ho∶GdVO₄激光器的运转，在抽运功率14W时，激光输出功率3．5W，光－光转换效率25%，阈值抽运功率838mW，理论和实验有很好的一致性。同时也对实验中观测到的上转换绿荧光现象进行了定性的分析。

在药物荧光成像系统中较好的荧光像的信噪比和分辨本领，可最大限度地克服肿瘤诊断中出现的假阳性，降低误诊率。理论分析并近似计算了用蓝光作为诊断早期鼻咽癌的激发光源时，信号和背景光的亮度分别为4．5×10^－2lm·m^－2·sr^－1和8771m·m^－2·sr^－1。结果表明，为了能从背景中分辨出信号，窄带栅滤光片的荧光透过率应尽可能大，而背景光要截止到原来的4．3×10^－5的量级。根据有色玻璃的吸收特性，实验时适当增加光在玻璃中的行程和带宽，使信号和背景光的透过率之比增大，从而得到较好的荧光像的信噪比和分辨本领，提高了图像目视探测的灵敏度。

具有较大非平衡长度的光纤Mach－Zehnder干涉仪解调DFB激光器传感信号时，存在着偏振衰落现象，为了解决这一问题，提出了一种对干涉仪输入光偏振态进行反馈控制的方案，论述了具有反馈控制功能的干涉仪信号解调系统，推导了反馈控制系统的控制信号与干涉仪条纹可见度之间的关系式，分析了该系统在不同光信号输入情况下的工作状况，从理论上证明了利用该系统可在一定条件下使干涉仪的条纹可见度稳定在1附近，论证了该方案消除干涉仪解调传感信号时偏振衰落现象的可行性。

利用激光熔覆直接制造技术，采用不同的路径填充模式制备了不锈钢拉伸试样，对试样进行拉伸试验并对断口进行电镜扫描分析。结果表明，所制备的金属拉伸试样结合强度高，表现为韧性断裂，其屈服强度与断裂强度高于相近成分下常规加工方式所加工试样的相应值。激光扫描方向对拉伸性能的高低没有显著影响。拉伸试样显微组织晶粒细小，具有定向凝固特征。

提高谐振腔的稳定性一直是激光技术的一个重大问题。将“猫眼”逆向器作为反射镜，组成“猫眼”谐振腔可提高激光谐振腔的稳定性。以功率稳定性为参考指标，做了一系列对比实验来对比“猫眼”谐振腔He－Ne激光器和现有He－Ne激光器在失调特性、温度漂移方面的性能。结果表明，“猫眼”谐振腔激光器稳定性显著优于传统平凹谐振腔和凹凹谐振腔激光器。进行了免调节“猫眼”谐振腔He－Ne激光器的实验，“猫眼”谐振腔He－Ne激光器的功率稳定性达到了以前各种构造的He－Ne激光器无法达到的高水平。

采用布里渊噪声起源模型求解受激布里渊散射瞬态耦合波方程，数值模拟了截面光强为高斯分布的光束通过布里渊介质后的光强分布。结果表明，透射光束截面光强呈现出近似平顶的超高斯分布，光强峰值被限制，显示出受激布里渊散射的空间光限幅效应。当改变相互作用长度或者介质增益系数，即可以改变受激布里渊散射的产生阈值，进而改变输出脉冲空间限幅的幅值。

建立了1200nm带激光抽运下Tm³⁺，Ho³⁺共掺石英光纤激光器的理论模型，用数值模拟的方法从理论上对该激光器的性能进行了研究，与实验结果进行了对比分析，以寻求对该激光器性能进行优化的空间。结果表明，在最大人纤抽运功率(3．1W)下，不管是仅Tm³⁺在3H₄，³H₆能级之间产生辐射(光纤长度为1m)还是Tm³⁺，Ho³⁺之间发生能量转移(光纤长度为3m)时，理论分析所分别获得的1．14W和733mW的输出功率，与930mW和650mW的实验结果比较一致，特别是发生能量转移时。

从偏振矩阵和交叉谱密度传输公式出发，分析了硬边光阑对多色矢量高斯－谢尔模型光束轴上光谱开关的影响。结果表明，插入偏振片前，光谱开关的光谱跃迁量△随截断参数δ的增加而减少，光谱极小值S_min和位置z_c／z₀随δ的增加而增大。插入偏振片后，光谱开关随δ的变化规律与插入偏振片前的变化规律相同。但偏振片的旋转角度θ会对出现光谱开关的δ的范围产生影响。

激光焊接过程中，为了保护聚焦镜和保证焊接质量，通常在聚焦镜下布置一横向气帘喷嘴。根据气体动力学原理设计了一种超音速非对称拉法尔腔体结构的喷嘴，并建立了喷嘴内部拉法尔曲线方程。喷嘴的气流纹影试验表明，得到的气帘的发散角较小，同时对周围区域的扰动也很小。实际的焊接试验证明这种结构的喷嘴可以有效吹除飞溅，保护聚焦透镜。

为了研究基于双程前向结构的宽带Er³⁺／Yb³⁺共掺双包层光纤超荧光光源，采用976nm抽运，通过优化抽运功率，研究了采用不同长度光纤时光源的输出功率、平均波长和带宽。实验结果表明，采用60cm长的Er³⁺／Yb³⁺共掺双包层光纤时，系统达到了最佳。同时获得了9．18mW的输出功率和34nm的带宽，平均波长稳定性约7．16×10^－6／mW。当输出功率减少至3．78mW时，系统获得了80nm的最大带宽。

利用拉盖尔－高斯模和厄米－高斯模的变换公式，并使用将二维矩孔光阑窗口函数展开为有限个复高斯函数之和的方法，得到了复宗量拉盖尔－高斯(LG)光束通过含矩形硬边光阑近轴ABCD光学系统的变换的解析传输公式，并对复宗量LG光束通过矩形硬边光阑的衍射和聚焦特性进行了研究。该方法对研究有不同几何对称性光阑光学系统的光束变换是有用的。

利用z扫描方法研究了一种新型杂环类化合物的非线性光学特性，该化合物是以金属离子为中心具有π电子结构的配合物，在488nm波长激发下，该化合物具有自散焦特性，测得其二氯甲烷溶液的热致三阶非线性极化率为－1．33×10^－4esu，并在此基础上初步研究了它的光限幅特性，其对488nm连续激光的限幅阈值为25W／cm²，限幅机理是基于激发态的反饱和吸收效应。结果表明，该化合物是一种非常有前途的非线性光学材料。

提出了一种产生可调谐双波长低抖动超短光脉冲的新方法。采用外光注入法来降低增益开关F－P激光脉冲的时间抖动，实现了脉冲光谱的双波长可调谐输出。实验中利用两个多量子阱DFB激光器作为外部种子光源，通过温度控制和偏振态调节使外部种子光有效地耦合到增益开关F－P激光器中，输出的光脉冲时间抖动(均方根)从2．57ps降低至1．06ps，双波长的边模抑制比可达25dB。通过改变DFB激光器和F－P激光器的工作温度，可实现波长从1540nm到1560nm的可调谐输出。

设计了一套基于相关检测原理的高消光比智能化测试系统。该系统把单色仪、数字锁相放大器和计算机等有机组合，取代了原系统由扫描仪提取数据的方法，完成了数据采集和处理的智能化，从而提高了测试速度和测试精度，实现了可见光区消光比的精确自动测量，而且可以测得近似的消光光谱，克服了只对单一波长进行消光比测量的缺点。

针对1．55μm喇曼滤波器的隔离度不高的情况，提出了抑制背景噪声、热漂噪声积累、瑞利背向散射光窜扰反斯托克斯背向散射光的喇曼温度传感器的强循环解调方法。提高了系统的灵敏度、温度测量精度和稳定性；取消了恒温槽，降低了系统成本。实验表明，该解调方法使温度测量精度达到±0．05℃。

通过不同功率的激光辐照芳纶纤维复合材料烧蚀实验回收样品的微观分析，得到在不同的激光参数下，芳纶纤维增强树脂基体复合材料的热损伤形态和损伤物理化学过程。结果表明，热损伤的关键在于化学变化，焦化和炭化使树脂和纤维剧烈收缩，收缩所产生的应力促使性能变坏的复合材料损伤。

介绍了一台自行研制的1064nm微脉冲米散射激光雷达的总体结构、技术参数及其工作原理。给出了具体探测的实验结果，推算出系统的几何重叠因子，根据激光雷达方程的反演方法，得出了大气气溶胶消光系数随高度变化的垂直分布廓线图。该激光雷达系统在夜晚的探测高度可达5km左右。通过激光雷达系统的日夜连续监测，可得到消光系数随高度及时间变化的三维分布图，对于进一步研究大气气溶胶的浓度、分布、散射及吸收特性都具有重要的意义。

利用激光雷达测量数据反演出了北京测站和西藏那曲测站上空对流层大气气溶胶散射比和消光系数的垂直分布，利用消光系数和风速数据，进行了相关分析。结果表明，北京测站上空气溶胶的组分、浓度、粒径和分布较那曲呈现更大的不均匀性；西藏那曲地区的空气质量较北京城区要高；那曲测站上空的贴地层高度较北京城区低；北京测站近地面气溶胶消光系数和风速的负相关特性较为明显。

在分析了网格大小和时间步长这两个重要参数和求解稳定性的基础上，采用有限元方法建立了透明薄膜／基底系统的热传导方程和热弹性方程的有限元模型。考虑了薄膜和基底的物理参数随温度的变化，得到了激光照射透明薄膜／基底系统温度场空间分布，由此计算出由热弹效应激发的超声对心波形。结果表明，透明薄膜厚度的增加，会影响到激光激发的对心超声波形；当薄膜厚度增大时，对心超声波形中的双极脉冲波形振幅变大，波形宽度加大。该方法为透明薄膜／基底系统的定量检测和无损评价提供了理论依据。

基于功率密度的二阶矩方法，推导出了非傍轴旋转对称拉盖尔－高斯(LG)光束远场发散角的解析公式，并表示为伽玛函数的幂级数求和形式。计算结果表明，当初始束腰宽度和波长之比w₀／λ趋于0时，对任意非傍轴旋转对称LG光束，远场发散角趋于渐近值63．435°，与阶数无关。对于p=0的特例，则退化为非傍轴高斯光束的结果。

为了实现基于CW CO₂激光的运动目标横向速度测量，使用双光束方式在室内进行了实验，得到了较清晰的多普勒频移信号，并对信号数据进行了滤波处理，以提高信噪比。计算出了运动目标速度并与实际速度进行了比较。结果表明，测得速度值与实际值相当接近。

以分步离散傅里叶变换和四阶R－K法为基础，给出了解决激光三次谐波转换逆问题(即已知输出三倍频光场分布以及三次谐波转换器参数的情况下，求解输入基频光场分布)的方法，对三次谐波转换的逆问题进行了数值计算和分析，并讨论了逆算的初始光场条件对迭代计算次数及计算精度的影响。结果表明，对于设定的输出三倍频光场分布，可通过逆解三次谐波转换过程及数值迭代方法，求得相应的输入基频光场分布。

使用电场辅助离子交换和热离子交换技术在玻璃基片上制作了平板波导。实验结果表明，这两种方法制作的波导的有效折射率分布不同，电场辅助离子交换技术制作的波导有效折射率呈近似阶跃型分布，而热离子交换制作的波导有效折射率分布为渐变型。经数值计算发现，近似阶跃型折射率分布的波导对光场限制得更好，更适用于制作有源光器件和集成光器件。

设计了紧凑型1．57μmOPO激光器，以满足工程化的需要。分别采用两种非稳腔腔型的1．57μmOPO激光器，同样为Cr⁴⁺∶YAG被动调Q，在7J的电能量输入下，得到输出能量6mJ、发散角3．0mrad和输出能量4mJ、发散角为3．0mrad的两种高光束质量的1．57μm人眼安全激光输出。以极其简单的结构克服了OPO激光器光束质量不好的困难。

研究了含有负折射率缺陷的光子晶体中的局域缺陷模。利用传输矩阵方法计算了含有3个负折射率缺陷的一维光子晶体的透射谱，讨论了缺陷间的相互作用对缺陷模的影响。与正折射率缺陷情形相比较，负折射率缺陷间的相互作用对缺陷模的影响更大，局域模谱线更宽。

分析了波长为980nm激光抽运下的Er³⁺，Tm³⁺共掺石英光纤放大器的工作原理，并根据此工作原理，建立了Er³⁺与Tm³⁺之间能量转移过程的数学模型。基于速率方程和功率传输方程，数值模拟了此种光纤放大器稳态工作特性，给出了不同光纤长度、不同输入抽运功率以及不同掺Tm³⁺浓度下多路光信号放大时输出信号功率谱的变化规律。仿真结果表明，当输入抽运功率为400mW时，Er，Tm共掺石英光纤放大器的3dB带宽可达90nm(比传统掺Er³⁺光纤放大器的增益带宽大两倍以上)，平均增益可达10dB，可用于未来密集复用系统(DWDM)中的宽带放大器件。

从描述光脉冲在掺铒光纤放大器(EDFA)中传输的非线性薛定谔方程出发，对基孤子脉冲在EDFA中的压缩与放大进行了数值研究，并对孤子脉冲在其中的压缩提出优化方案。结果表明，通过合理地选择EDFA的参数，可使无啁啾的基孤子脉冲实现绝热压缩和放大；对具有初始啁啾的基孤子脉冲，压缩过程将不再满足绝热条件；对于正啁啾的基孤子脉冲，可得到较好的压缩与放大；而对于负啁啾的基孤子脉冲，压缩效果却较差。

基于半导体光放大器(SOA)的锁模光纤环行激光器因其能得到高质量、高重复率的光脉冲而受到人们的广泛关注。计及SOA端面剩余反射率，建立了基于SOA的谐波锁模光纤环行激光器的理论模型。利用该模型研究了SOA的端面剩余反射率对输出脉冲的波形、峰值功率及其脉冲宽度的影响。结果表明，SOA的端面剩余反射率对锁模脉冲影响较大；随着端面剩余反射率的增大，峰值功率逐渐增加，脉冲宽度逐渐变宽。

从光脉冲在光纤中传播所满足的非线性薛定谔方程出发，研究了三阶色散对具有不同啁啾的超高斯脉冲在光纤中传输特性的影响。数值模拟的结果表明，超高斯脉冲的波形演变和高斯脉冲有所不同，不但峰值能量经历了一个上升的阶段，而且拖尾振荡在初始阶段也经历了一个增强——减弱的过程。通过计算还发现，初始啁啾无论正负都会加剧三阶色散的影响，故在三阶色散不能忽略的情况下，通过初始啁啾来补偿色散的方法应该慎用。

提出基于光学系统的“猫眼”效应，应用单频调制的连续激光，对扫描式红外热成像目标进行有效探测的新方法。分析了光学系统的后向反射特性，针对回波信号特征，提出利用回波信号的相位信息，采用直接采样的数字正交检波技术实现对低信噪比回波信号的可靠检测，并在外场试验中应用该方案对实际目标回波信号获得了满意的检测结果。

为了验证空气隙的厚度是否对偏光棱镜的透射比产生影响，对格兰－泰勒棱镜和格兰－付科棱镜的透射比进行了详细的理论分析，并利用UV－3101分光光度计分别对两只格兰－泰勒棱镜和两只格兰－付科棱镜的透射比进行了实验测试，发现格兰－泰勒棱镜的透射比(85%左右)明显高于格兰－付科棱镜(50%左右)。理论分析表明，对于严格的准直光束，两种棱镜的透射比均随波长的变化而振荡，且这种振荡对格兰－付科棱镜强于格兰－泰勒棱镜；但在分光光度计上的测试并未出现振荡，这说明对于非严格准直的光束，空气隙的厚度并不影响棱镜的透射比。

报道了一种非流动传统型连续波凹面光栅选支CO₂激光器，为了得到11μm附近的一些热带谱线输出，在不加CO₂热吸收池的情况下，通过采用较大曲率半径的凹面闪耀光栅(闪耀波长10．6μm、曲率半径10m、刻线150mm^－1)和适当地增加腔长(4．5m)来提高谐振腔的选支能力。除了得到常规带00⁰1－[10⁰0，02⁰0]_Ⅰ，ⅡR(56)至P(56)100多条谱线之外，还得到11μm附近其它谱线16条，其中包括01¹1－03¹0谱带7条、00¹1－11¹0谱带1条、同位素C¹³O(16，2)00⁰1－10⁰0谱线5条、C¹³O(18，2)00⁰1－10⁰0谱线3条。所有谱线的输出功率均在1．6W以上。

提出一种用共线点列标定摄像机镜头畸变参数的方法，先根据交叉比不变性确定畸变中心，再利用直线的中心投影仍为直线这一性质确定畸变系数。仿真表明，只要采用相应方法降低像点坐标的误差，畸变中心的误差小于2个像素，畸变系数的相对误差不超过0．1。实验表明，用该方法得到的畸变参数，能够很好地校正图像。该方法简单易行，可应用于摄影测量、计算机视觉等领域。