为了解决杂波背景下的激光微弱目标检测的问题，结合混沌动态建模思想，讨论了激光回波的混沌特性，提出激光信号非线性混沌序列的神经网络建模、预测及信号检测算法。利用预测误差检测到激光杂波中的有用弱信号。仿真结果表明，这种方法是比较有效的。

针对研究增益饱和时，现有的垂直腔半导体光放大器(VCSOA)速率方程模型在确定输入信号的功率注入因子方面存在难题，根据法布里－珀罗腔边界条件，从行波方程和与位置相关的载流子方程出发，引入随轴向位置发生变化的增益增长因子刻画微腔内的驻波效应，构建出VCSOA的增益模型。利用该模型通过求方程的自洽得到了腔内载流子、光子的分布，并分析了反射增益，其结果与已报道的理论及实验基本一致。

为了研究不同间隙下激光拼焊的焊缝质量及其对应的信号特征，采用自制同轴传感系统采集提取多种间隙下焊接时的同轴光信号，并对信号进行众数分析、分段功率谱分析和小波分析。结果表明，同轴光信号幅值的众数在不同间隙的焊缝段，聚集在线性可分的不同的区间，可以有效分开焊接质量不同的Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类焊缝；信号的分段功率谱分析能够较为直观地反映焊接状态的变化。同轴光信号小波分解后的第4层逼近信号，可以直观地识别出质量好的Ⅰ类焊缝。同轴光信号的第3层、第4层细节信号可以清晰地辨识出质量低劣的Ⅱ类焊缝。

星光Ⅱ激光装置上建立的紫外探针光系统，用星光Ⅱ的子束作为抽运光源，通过倍频和受激喇曼散射，将波长为1054nm、脉宽约为800ps的激光转换成波长为308nm、脉宽约为60ps、能量为1mJ左右的紫外光，作为激光等离子体诊断的光源。原有探针光系统由于受系统结构不稳定及光束质量较差等因素的影响，不能稳定运行。为了提高系统的运行质量和稳定性，对原系统进行了工程化的改造。通过实验验证，探针光系统输出能量能够达到1mJ左右、脉宽约为30ps、均匀性较好、运行成功率大于90%，这一结论满足了激光等离子体诊断光源的要求。

为了了解一维光子晶体布喇格非线性微腔产生的缺陷模和双稳态特性，采用数值模拟和理论分析相结合的方法，研究了缺陷层厚度变化和布喇格镜准周期性对缺陷模和双稳态的影响。研究结果表明，缺陷层厚度增大和折射率递增时，均可使缺陷模向低频方向移动，即布喇格腔共振模红移，因此，只要较小的入射光强就可使腔共振模红移到入射光模而产生阈值较低的双稳态，数值计算与理论分析是一致的。这对光子晶体微腔的设计有一定的意义。

为了分析椭圆双折射对偏振模色散的影响，将模型中的偏振模色散(PMD)矢量及极化相关损耗(PDL)矢量设定为椭圆偏振矢量，应用保偏光纤(PMF)级联模型和蒙特卡罗仿真方法，研究在PDL影响下的PMD统计特性。研究表明，PMD和PDL矢量的椭圆偏振程度对PMD的统计分布和均值大小均会有影响；在椭圆偏振和PDL的联合影响下，PMD的统计分布为Maxwell和Gaussian分布的合分布。研究结果对偏振模色散的测试、补偿和系统设计均具有参考价值。

为了研究一种新的有机金属配合物dmit盐(tetramethylammonium)bis(1，3－dithiole－2－thione4，5－dithiolato)copper(简称为MeCu)的三阶非线性光学性质，采用单光束z扫描技术，在波长为1064nm、脉宽为30ps条件下对浓度为1．0×10^－3 mol／L的MeCu／丙酮溶液进行研究。实验结果表明，其三阶非线性折射率n₂和二阶分子超极化率γ分别为－2．15×10^－11 esu和1．94×10^－30 esu，未发现三阶非线性吸收的存在。表明该材料在全光开关等非线性光学器件的研制上可能具有潜在的应用价值。

针对薄壁金刚石钻头的激光焊接应用，采用德国LSM240全自动激光焊接系统进行单面焊接试验，建立了粉末冶金材料激光焊接工艺优化的误差反向传播人工神经网络模型，应用该模型研究了激光焊接工艺参数对气孔率和焊缝强度等焊接质量因素的影响，并对薄壁金刚石钻头激光焊接进行了工艺参数优化处理，获得了无气孔缺陷的优质焊接接头。结果表明，气孔率同激光功率、焊接速度之间具有幂函数关系；焊缝强度同激光功率、焊接速度之间具有高斯函数关系。

为了制作新的光子晶体器件，采用传输矩阵法，通过数值计算，研究了3种一维光子晶体制作的反射型相位补偿器。引入反射振幅系数比的两个参数分别对这3种不同结构组成的补偿器进行讨论。分析结果表明，这些反射型相位补偿器都具有反射率极高、相位补偿连续可调等优点。

为了探讨光纤的五阶非线性对光脉冲传输的影响，利用同时考虑三阶和五阶非线性效应的非线性薛定谔方程，在忽略光纤色散的情况下，解析并计算研究了超高斯光脉冲的非线性相移、频率啁啾。数值模拟了光脉冲传输的功率频谱。结果表明，与只有三阶非线性折射率的情形相比，正五阶非线性折射率的存在使光脉冲在光纤中传输的非线性相移和最大频率啁啾增大，使无啁啾光脉冲的频谱宽度变宽，谱峰数目增多，高斯脉冲初始啁啾对频谱的影响与三阶非线性折射率的情形类似；负五阶非线性折射率则使光脉冲传输的非线性相移和频率啁啾呈现新的特点，并使无啁啾光脉冲的频谱宽度变窄，谱峰数目减少。

为了提高激光功率的稳定性和控制精度，设计了一种新颖的高功率激光实时检测与控制装置。该系统由光功率采样单元和反馈控制单元两部分组成。采样单元利用尾镜的微量透射光进行激光采样，经衰减后再由探测器进行接收并对其加以处理；然后将处理信号送到反馈控制单元去自动调节放电电流，以保证输出激光功率的稳定。实验表明，该系统能够实时监控激光的输出功率，有效提高激光功率的控制精度和稳定性。在4kW轴快流CO₂激光器上的实际运行结果表明，该系统可使得激光功率稳定度达到±0．1%水平。

从激光焊接金刚石锯片的焊接过渡层材料成分、焊接工艺和焊接产品检测3个方面对该方法的国内外现状进行了综述。选作刀头过渡层材料成分的元素包括单元素(如Co，Ni)、双元素(如FeCo，FeNi，CoNi，FeCu)和3元素(如FeCoNi，FeCoCu)3种。结果表明，含钴元素的过渡层激光焊接性能优异；金刚石锯片的激光焊接工艺较为成熟；目前需要100%检测激光焊接锯片的强度；对激光焊接过程的机理和数值模型研究、过渡层预合金粉末以及在线质量检测技术研究不够。因此今后的研究重点应该围绕这些问题展开。

介绍了激光精密微加工在磁盘工业中的应用之一——激光双面毛化金属和非金属磁盘基体。并介绍了该技术与传统技术之间的差异、应用目的、基本工作原理、作用机理以及应用现状和未来发展。该技术采用Nd∶YVO₄或CO₂激光器输出高频率、短脉冲的激光束作用在磁盘基体靠内圆处的表面上，改变其表面的微观形貌，形成大量离散分布的微突起圆点，为磁头提供精确的停放／起动区域。该技术目前已成功地运用在硬盘制造业生产中。

为了进一步研究激光对光电探测器的损伤破坏特性，以损伤面积和开路电压的变化为判断标准，实验研究了真空环境与大气环境中，脉冲激光辐照对光伏型探测器的破坏特性。选用无覆盖层的2CR 10×2．5四象限硅光电池作为探测器试件，辐照光源为波长1064nm的Nd∶YAG脉冲激光器。分析讨论了真空及大气环境下，单脉冲及多脉冲激光打击时，光伏型探测器的破坏阈值及破坏形貌的区别及其成因。实验分析比较了不同环境下的破坏面积异同及其对光伏型探测器的影响。结果表明，真空环境中的破坏阈值明显低于大气环境，在本文中的实验条件下，其实际阈值约为大气中的40%。该研究在光电对抗及有效防护等方面有重要意义。

为了进一步了解激光－电弧复合焊接机理及其影响因素，采用A3钢进行了CO₂激光－脉冲金属熔化极活性气体保护焊(MAG)电弧复合焊接的工艺研究。分析了CO₂激光－脉冲MAG电弧复合焊接中焊接方向、热源间距、激光功率、电弧电流、焊接速度等工艺参数的影响。结果表明，采用适当的参数，激光电弧的能量能够有效耦合，增强焊接效果。其中，复合焊接熔深是单独激光的1．6倍、MAG电弧焊接的2．2倍；焊接速度是单独激光的2．7倍。

为了研究低能量的1．06μm调Q激光脉冲抽运的增益开关型Cr⁴⁺∶Mg₂SiO₄激光器，对该激光器的速率方程进行数值求解，并选取合适的初始条件，得到输出的1．22μm激光脉冲的时间波形、脉冲的建立时间和脉冲宽度与抽运能量的关系，理论计算与实验研究结果基本符合。当抽运激光脉冲的能量为45mJ、脉冲宽度为30ns时，激光器输出的1．22μm激光脉冲的能量和脉宽分别是7mJ和8．2ns。输出激光的脉冲宽度是抽运激光的脉冲宽度的近1／4，光－光转换效率为15．5%。数值计算和实验研究结果均表明，在低能量抽运情况下，激光脉冲的建立时间和脉冲宽度均随着抽运能量的增加而减小。

为了得到新的传输性质，把具有负介电常数和磁导率的负折射率材料引入到光子晶体当中，运用Maxwell电磁波方程和Bloch理论得到的含正负折射率材料的色散关系的解析式，分别分析一维无限周期且正折射率材料和负折射率材料交替组成的一维光子晶体的禁带结构和色散特性，并与常规的正折射率材料的光子晶体比较，发现含正、负折射率材料且呈周期性重复的双层结构的复合光子晶体其光子具有较宽禁带，为设计超宽禁带的光子带隙结构提供了一定的理论可能性。

为了开发能有效提高火花塞使用寿命的新工艺，借助于激光冲击强化装置，实验研究了对材料为Ni－Co合金的火花塞中心电极表面的激光冲击强化处理；探讨了不同的冲击次数、不同的入射激光能量对冲击强化区残余应力、塑性变形、硬度的影响；并用ABAQUS软件进行了有限元模拟。实验测量与仿真结果均表明，利用激光冲击强化技术，冲击区域材料的位错密度得到了进一步提高；并在强化区表面产生了渴望的残余压应力；火花塞中心电极的表面硬度也得到了显著提高。经过随车使用实验，证明经过激光冲击强化后的火花塞其平均使用寿命比未受强化的火花塞提高了近1倍，表明激光冲击强化技术不失为提高火花塞使用寿命的一种好的工艺方法。

为了研究激光冲击强化对黄铜材料性能的影响，利用Nd∶YAG激光器对试样进行冲击强化处理，对其表面硬度、表面形貌、粗糙度和残余应力进行了实验测试和分析对比。实验结果表明，黄铜表面的显微硬度可提高25%左右；材料表面产生的最大残余压应力可高达－200MPa～－250MPa。冲击区域表面质量良好；微观组织未发生明显变化。

为了获得一种平坦功率输出的宽带波长可调的掺铒光纤环型激光器，提出采用一高双折射光纤环镜获得其平坦功率输出，在高双折射光纤环镜中，采用了大量的高双折射光纤段和偏振控制器，它们的反射光谱可补偿掺铒光纤环型激光器输出功率光谱的不平坦，通过压缩或者延伸激光腔里的分布式光纤布喇格光栅即可实现波长调谐。实验验证可以获得一种宽达38nm的宽带波长调谐(1527nm～1565nm)，输出功率的不平坦被控制在±0．8dB范围之内，总输出功率大约4dBm、3dB线宽为0．01nm、旁瓣抑制比为48dB的光纤环型激光器。

为了研究在球墨铸铁QT600－3基体上熔覆钴基合金，采用6kWCO₂激光器进行激光熔覆，用扫描电镜对激光熔覆层进行形貌观察，分析裂纹及气孔的形成原因，取得在球墨铸铁基体上熔覆钴基合金的最佳工艺参数。结果表明，球墨铸铁基体与熔覆层能形成良好的冶金结合，但熔覆功率过高使得熔覆层开裂倾向增大，过渡区及热影响区的球状石墨由原来的“牛眼状”变为单独的石墨球，石墨球外围的环状铁素体出现消溶。

针对普通滤光片通常采用不多于3片组合方式，不能满足特殊测量范围要求的情况，利用单轴晶体的双折射效应及偏光干涉原理来研究双折射滤光片的滤光原理及其参数特性，在综合考虑各种参数的前提下，应用近似理论条件，研究设计了4片组合的石英晶体双折射滤光片，分析了设计滤光片所需要的各个参数，给出了4片组合双折射滤光片的透射曲线。此双折射滤光片的透射光谱具有透射带宽得到很大压窄、次峰的透过率被抑制在8%以下等特点。当它被用在脉冲激光器中时，具有550nm至1200nm的宽调谐范围。可以知道，设计滤光片的关键是各个参数的选取，利用法布里－珀罗干涉仪可以压窄光谱线宽。

针对激光陀螺的零偏受温度影响较大，为提高陀螺精度，研究了二频机抖激光陀螺抖动频率与温度之间的关系。通过大量的重复性高低温实验，证明了抖动频率与温度的线性关系，并得到了拟合直线表达式。结果表明，抖动频率与温度具有较好的线性关系，抖动频率可作为温度测量的计量，而且具有较好的重复性。由于测量抖动频率的精度较高，故由抖动频率测量温度具有很高的分辨率。同时用抖动频率对陀螺的零偏进行补偿，提高了陀螺的精度。

为了研究掺杂对二维光子晶体传输特性的影响，应用时域有限差分方法数值模拟了各种掺杂情况下二维三角圆柱光子晶体的透射率即光传输函数随频率的变化。数值结果表明，对于一定的入射方向，光子晶体中的带隙的宽度、中心位置都受到掺杂所处的位置、掺杂物的折射率、掺杂柱的粗细不同程度的影响。该结论为该类光子晶体的应用提供了理论依据。

为了清楚地了解Glan－Taylor棱镜和Marple－Hess棱镜的透射比随入射角变化的规律，利用折射率公式和菲涅耳公式分别导出了入射角对Glan－Taylor棱镜和Marple－Hess棱镜透射比影响的关系式；作出了理论曲线；同时利用偏振光实验平台对两种棱镜透射比的入射角效应进行了实验测试。结果表明，实验和理论曲线的变化规律是一致的；在不考虑干涉的情况下，当入射角在－2°～2°范围内变化时，Glan－Taylor棱镜的透射比随入射角的变化呈递减趋势，且变化较大；而Marple－Hess棱镜的透射比却是先增大后减小，曲线大致以θ=0°为对称轴呈对称分布，而且透射比随入射角的变化较小，其原因是在Marple－Hess棱镜的两个胶合面上，入射角对反射比的影响效果是反向的。

目前国内外对光学薄膜激光损伤阈值的测试方法基本上可归纳为3类：国际标准ISO 11254、国军标GJB 1487－1992和各单位的企业标准。在简要介绍这些方法的基础上，对各类测试方法的有关内容进行了讨论，并提出尽快与国际标准接轨以及研制并生产这种测试仪器的重要性和迫切性。

为了解决Nd∶KGW的热效应问题，提出了端面冷却方法，并研究了LD面抽运Nd∶KGW薄片激光器的性能。针对LD端面抽运Nd∶KGW激光器，计算了激光介质表面的温度分布。计算结果表明，Nd∶KGW晶体的热效应相当严重。该激光器外推抽运阈值为300mW。虽然谐振腔损耗高达4．06%，激光器的最大斜效率仍达到30．49%。输入功率为3．2W时晶体被打裂，比类似文献中报道的数值高出大约1W。

通过对菱体型延迟器件进行优化设计，能够改善其消色差性。根据光在介质表面全反射时发生相变这一原理，分析了一个具有3个全内反射面的菱体型延迟器件，得出了相位延迟δ与全内反射角θ和相位延迟δ与介质折射率n的关系。通过对δ与θ和δ与n的关系分析，显示了扩大材料选择范围的可行性。结果表明，较大的全内反射角的选择有利于改善延迟器件的消色差性。

为了开发新型激光材料，采用激光加热基座法将Cr⁴⁺∶YAG单晶光纤和Nd³⁺∶YAG单晶光纤生长为一体化复合单晶光纤。利用速率方程理论，得到包含激光增益介质反转密度、光子密度和饱和吸收介质基态布居数密度的速率方程组。通过数值计算，求得复合单晶Cr⁴⁺被动调Q光纤激光器的若干重要特征参量及其与抽运率的函数关系曲线，计算结果较好地符合了实验结果，从而可以为优化设计这类单晶光纤激光器提供指导。

介绍了光纤陀螺的原理特点和发展过程，着重描述和总结了光纤陀螺在国内外发展的技术趋势和产业化情况。可以看到，随着现代微电子技术、光电子技术和信号处理技术的发展，光纤陀螺在未来惯性测量领域中占据越来越重要的位置。

为了有效调整光学组合半导体激光器中反射镜的微小误差，从反射镜成像矩阵方程出发，研究了光学组合半导体激光器中反射镜位置对输出光束位置的误差传递关系，给出了反射镜的线位移误差和微量角位移误差对输出光束位置的特征影响结果。采用TracePro对实验进行了模拟，模拟结果和计算结果基本一致，验证了采用矩阵方法研究光学组合半导体激光器中反射镜误差规律的正确合理性，可以利用得到的理论指导实验中反射镜的装调。

为了获取激光束的准确束宽值，模拟了基模和高阶模的高斯光束以及CCD噪声，并根据国际标准ISO 11146规定的二阶矩算法计算激光束宽。为减小CCD噪声对测量结果的影响，通过改变积分项以及积分范围，对积分结果进行分析，提出了一种新的自适应方法来确定理想积分范围大小，从而获取准确束宽值。这种自适应方法对CCD噪声有较好的鲁棒性，并可以根据指定精度来确定参与积分的窗口大小范围。利用实际CCD采集系统进行了半导体激光器的M²因子测量实验，利用该自适应方法确定积分范围，计算激光束宽，并进行曲线拟合求得激光束的M²因子。结果证明了该种方法的可行性。

为更精细地描绘飞秒光脉冲在光子晶体光纤中的传输和演化，在用分步傅里叶方法求解广义非线性薛定谔方程的基础上，详细考虑光纤参数随脉冲峰值频移的变化，模拟了飞秒光脉冲在光子晶体光纤中传输和演化的过程。研究发现，光纤色散和强非线性对飞秒脉冲在光子晶体光纤中传输、演化以及超连续谱的展宽有很大影响。

在携带光纤或传像束的共聚焦系统中，光场在光纤或传像束的端面要发生改变，不能用通常的空间线性不变方法分析系统成像过程。根据单模光纤的传输特性，获得光纤的有效点扩散函数，提出利用光纤空间平均函数描述系统空间变成像过程的方法，模拟出光纤共聚焦系统的轴向光强分布，对比由光波动理论所得结果，显示该方法在光纤输出光斑的有效尺寸较小时能用于分析携带光纤或传像束的共聚焦系统且更简便。