为了研究放大反馈激光器全光时钟提取的性能，采用单边带相位噪声功率谱积分的方法，对40Gbit/s无恶化信号和噪声恶化信号分别进行了时钟提取实验，计算了所提取时钟的时间抖动。同时还测量了放大反馈激光器的锁定范围。通过实验取得了恶化前后所提取时钟的时间抖动分别为130fs和150fs，放大反馈激光器的锁定范围为234MHz。结果表明，基于放大反馈激光器的全光时钟提取方案对噪声恶化具有较强的容忍度，而且具有较宽的锁定范围。这一结果对于全光时钟提取技术的进一步发展具有重要意义

为了解决送粉激光熔覆系统中因重力作用发生偏聚及水冷效果差等问题，采用以激光束轴心为中心轴圆周均匀分布送粉孔的方法，设计了一系列孔式同轴送粉喷嘴（主要结构包括激光束通道、保护气体通道、水冷通道、气载送粉通道），从而获得良好的粉末流形态，提高送粉激光熔覆的质量。用该系列喷嘴在竖直（90°），60°，30°和水平（0°）等工况下进行粉末汇集性实验，发现粉末汇集效果良好。通过对Ti和Ni粉末、工具钢和等材料进行熔覆实验，送粉系统输送的粉末稳定、均匀，得到的熔覆样品表面光滑、熔覆层组织均匀，熔覆层与基体呈冶金结合。结果表明，孔式同轴送粉系统较好地满足了激光熔覆对送粉喷嘴的要求，并且能用来进行多种元素粉末的材料合成。所开发的送粉系统适用于材料表面改性和熔覆3维制造。

为了研究常温状态下石英旋光晶体透射谱线，根据石英旋光晶体透射比的理论分析，采用UV-3101PC分光光度计实际测试，得到了300nm～1500nm波长范围特定厚度石英旋光晶体的连续透射谱线，并对所得谱线与理论结果进行了对比分析。结果表明，400nm以内由于石英晶体吸收比较明显，从而峰值透射比低于50%，由于旋光率随波长变化率很大，谱线周期很小；400nm～800nm之间峰值透射比60%，透射谱线的周期性及峰值个数受晶体厚度影响明显；波长大于1000nm时，由于旋光率随波长变化率很小从而谱线周期很大，并且谱线不规则，与石英材料波长选择吸收有关。

为了将激光多普勒测速技术应用于野外流体速度测量，设计了一种基于双光束模式的激光多普勒测速光学系统，采用光纤耦合半导体激光器作为光源，通过保偏光纤耦合器、保偏光纤准直器以及非球面透镜来实现激光的分束、准直与聚焦，形成干涉条纹，并利用接收透镜、针孔光阑以及雪崩光电二极管检测多普勒信号光。结果表明，所设计的光学系统的空间分辨率为0.046mm3，理论测量误差小于0.59%。系统体积小、装配方便、易携带，适合于野外流体速度测量。

为了探索利用激光雷达探测遮蔽目标，研究了遮蔽目标对激光雷达回波波形的影响，采用数学建模的方法，构建了遮蔽目标激光雷达回波模型。该模型充分考虑到了脉宽展宽、光谱反射率、退偏振等因素对回波波形的影响，并利用该模型取得了对遮蔽目标激光雷达回波波形的仿真数据。结果表明，不同目标的反射率和退偏度对回波波形有着较大的影响，这为今后研究利用回波波形探测遮蔽目标奠定了基础。

为了减小光纤的色度色散对光纤正交频分复用（OFDM）系统性能的影响，提出了将无线通信中的信道估计器引入光纤OFDM系统进行信道估计的色散补偿方法。在理论上分析了光纤的色度色散对于传输OFDM信号的影响，并在实验中采用梳状导频的形式，在每个OFDM码元的特定的子载波上插入导频，在接收端通过基于最小平方（LS）原则的LS估计器进行信道估计，得到了OFDM光纤传输的信道幅度响应和相位响应，通过使用LS估计器，直接调制的光OFDM信号在单模光纤中传输200km，误比特率低于10-6，功率代价小于2dB。结果表明，高频子载波较低频子载波更容易受到色散的影响，在光纤OFDM系统中引入信道估计器进行信道估计能够有效补偿由色度色散带来的相位偏移和幅度衰减。

为了研究掺Yb³⁺双包层单频光纤放大器中受激布里渊散射产生的规律，从含有受激布里渊散射的速率方程出发，采用模拟计算的方法进行了理论分析。结果表明，光纤长度、抽运方式、抽运功率和换热系数对受激布里渊散射有很大的影响，信号功率的影响较小。所得结论为从实验上研究单频光纤放大器中受激布里渊散射的变化规律提供了理论依据。

为了高精度、快速和实时测量冶炼炉中的CO气体浓度，采用1.58μm波长的分布反馈激光器和扫频技术来测量CO的吸收峰值处的谐波，理论分析了1次谐波和2次谐波最大值的混合计算来表示气体浓度的结果和实验验证，取得了扫描频率、调制度与谐波相对强度的数据。结果表明，这种混合计算方法有效克服了激光器的老化、离散性和调制度波动对测量结果的影响，测量的相对误差在小信号调制时呈现线性规律增加；在大信号调制时，呈指数规律增加，而随着电流频率转移因子增大而相对误差增大。利用吸收谱线在特殊频点的1次谐波和2次谐波强度的混合计算方法，能够高效、快捷、实时和高精度测量CO气体浓度。

为了研究1维等离子体光子晶体的截止频率随介质材料的介电常数、等离子体频率、等离子体与介质材料厚度的比例系数以及入射角度的变化关系，采用传输矩阵方法,分析了1维等离子体光子晶体的色散关系，给出了截止频率的变化规律。结果表明，等离子体光子晶体不能完全截止任何小于等离子体频率的电磁波；随着入射角度的增加，截止频率逐渐趋向于等离子体频率；通过调节以上各参量，可实现等离子体光子晶体的可调谐功能。这与单纯等离子体截止频率相比，具有其鲜明特点

为了研究不同退火氧压对铝掺杂氧化锌薄膜结晶质量和激光感生电压效应的影响，采用脉冲激光沉积法在蓝宝石(0001)单晶平衬底上制备了薄膜，并利用X射线衍射对薄膜的结构进行了表征，测量了薄膜在紫外脉冲激光辐照下诱导产生的激光感生电压信号，对结果进行了理论分析和实验验证，成功制备出了单一取向的薄膜，确定了最佳生长条件，并利用这一条件在倾斜蓝宝石衬底上制备了薄膜。结果表明，当薄膜受到波长为248nm、脉冲宽度为20ns的脉冲激光照射时，在薄膜两端存在较大的激光感生电压信号，其最大值为0.532V，且随着退火氧压的增大，激光感生电压的峰值信号先增大后减小。这一结果对薄膜在紫外探测器方面的应用是有帮助的。

为了研究激光冲击处理对ZnO压敏陶瓷电学性能的影响，采用Nd∶YAG激光器对ZnO压敏陶瓷进行激光冲击处理，利用压敏电阻直流参量仪（CJ1001型）测量材料电学参量和X射线衍射仪、电子扫描显微镜表征相组成及微观形貌，取得了激光冲击处理前后ZnO压敏陶瓷电学性能的实验数据。结果表明，ZnO压敏陶瓷经激光冲击处理后，电位梯度降低了15.6%；非线性系数大幅提高了43.4%；漏电流降低了50%；同时，ZnO压敏陶瓷相组成除高温烧结态（包括ZnO主晶相、Zn2.33Sb0.67O4尖晶石相以及β-Bi2O3相）外，而还出现了新相δ-Bi2O3相。新相的出现是材料电学性能变化的根本原因。

为了研究在激光驱动的尾场中被加速正电子的动能，采用数值模拟方法，得到了在对称高斯脉冲和非对称高斯脉冲驱动的尾波场中被加速的正电子的能量。结果表明，非对称高斯脉冲驱动尾场中的正电子的能量比对称高斯脉冲驱动尾场中的正电子的能量高。

为了研究解决粒子滤波算法的粒子枯竭现象和计算量大的问题，采用了一种裂变自举粒子滤波方法。该方法在测量时对粒子进行裂变自举，其过程为大权值的粒子进行裂变繁殖，裂变繁殖后的粒子数目则正比裂变繁殖前的粒子，然后覆盖粒子群中的小权值的粒子，粒子预平滑处理，同时保持粒子群的特性，再次重抽样中进行粒子防枯竭函数补偿，设置恰当的抽样门限，淘汰权值较低的抽样点，并在保持样本点总数的前提下从权值较高的抽样点中衍生出多个子抽样点，在模型中给出了粒子跟踪均方根误差以及算法步骤，得到了跟踪最佳处理效果。实验仿真用MATLAB语言编程，结果表明，该算法的均方误差为0.36445，优于基本粒子滤波

为了研究Eu3+，Li+共掺杂的ZnO薄膜结构与发光性质，采用脉冲激光沉积方法在P型单晶Si(111)衬底上制备了Eu3+，Li+共掺杂的ZnO薄膜，其中, Eu3+作为发光中心，而Li+作为低价电荷的补偿离子和发光敏化剂。分别对样品进行了X射线衍射谱测试和光致发光谱分析。得出的数据中X射线衍射谱显示，Eu3+，Li+共掺杂的ZnO薄膜具有c轴择优取向，X射线衍射谱中除ZnO晶向以外没有出现其它结晶峰；Eu3+，Li+共掺杂的ZnO薄膜的光致发光谱与ZnO纯晶体薄膜的发射光谱基本相似，但是掺杂ZnO薄膜的紫外发光峰却出现红移现象，峰值位于382nm处，且发光峰也不尖锐。当以395nm的激发光照射样品时，在光致发光光谱中观察到了稀土Eu3+在594nm，613nm附近的特征发光峰。结果表明，掺杂元素Eu3+，Li+均已进入到ZnO晶格中，形成了以Eu3+为发光中心的ZnO纤锌矿结构。

为了检测强脉冲激光冲击加载材料发生的动态变化，采用遮光原理设计了一种新的检测仪器，能较为准确地检测出在冲击过程中试样的动态特征量。结果表明，铝薄板（L2）在激光冲击成形过程中弹性变形和塑性变形同时存在，塑性变形的时间远远大于弹性变形。试样中心区域在弹性变形阶段的平均变形速率为3.2×103m/s，试样的平均应变率为8.9×104s-1。该结果为相关激光冲击成形技术发展提供了实验依据。

为了屏蔽紫外线，提出光子禁带型遮阳品，分别用传输矩阵、时域有限差分法计算紫外线在1维、2维光子禁带型遮阳品中的透射率。结果表明，选取合适的参量，可以设计紫外线的1维、2维光子禁带遮阳品;入射角对1维、2维遮阳品的禁带波长下限都有较大影响。

为了研究增益导引折射率反导引光纤激光器的功率分布及输出特性，根据此类光纤的结构原理和特点，建立了端面抽运的增益导引折射率反导引光纤激光器的基模光速率方程，推导了避免激发高阶模的增益阈值判决条件，并运用弦切法和Runge-Kutta法数值求解了该速率方程，分析了光纤长度、腔镜反射率等参量对基模输出功率的影响。采用芯径为100μm、折射率差为-0.00094、掺杂Yb3+浓度为5×1026/m3的增益导引折射率反导引光纤构建激光器时，要使得整段光纤不激发高阶模，需使光纤长为3cm、两腔镜反射率为0.98和0.3，当抽运功率为30W时，可获得2.42W的大模场单模输出，斜率效率约为8.1%。结果表明，优化设计腔镜反射率和光纤长度后，采用较短的大模场高掺杂增益导引折射率反导引光纤可获得一定效率的基模输出。

为了改善中值滤波的滤波效果，提出了一种基于数据统计特性进行噪声检测的中值滤波算法，采用通过数据的离散程度检测出噪声点，仅仅对噪声点进行中值滤波的方法,对实验激光图像进行处理，计算了各算法处理图像的散斑指数、峰值信噪比和归一化均方误差，比较了它们的散斑抑制能力。结果表明，新方法确实具有滤波优势。

为了研究激光深溶焊接过程中匙孔内自由壁面的变化及相应的温度分布，采用光束跟踪法，推导出了符合激光深熔焊接物理过程的热源模型。在建立的气、液、固3相统一的控制方程中使用该热源模型，通过流体容积法追踪匙孔自由液面，得出了匙孔的动态变化过程及相应的温度分布。结果表明，采用光束跟踪法热源模型计算出的熔池轮廓与激光熔焊接实验相符合。

为了研究157nm 激光工艺参量对刻蚀性能的影响，采用157nm 深紫外激光对两种宽禁带材料(石英玻璃和蓝宝石)进行微刻蚀试验，得到了理想的工艺参量范围，蓝宝石的刻蚀速率大约是石英玻璃的一半，并且蓝宝石的刻蚀表面要比石英玻璃粗糙得多。随着刻蚀深度的增加，光解生成物的脱出变得困难，从而导致刻蚀速率的降低。选用较高的扫描速率和较低脉冲频率的组合进行激光扫描刻蚀能有效地降低刻蚀面的粗糙度。结果表明，对非金属材料的刻蚀，激光的能量密度在材料刻蚀阈值的2.5倍～4倍时能获得较好的刻蚀效果。

介绍了激光喷丸技术的工作原理；阐述了激光喷丸表面改性层微观组织的变化与残余压应力的形成机理和分布规律；分析了激光喷丸技术对提高金属抗应力腐蚀开裂性能的效果和机理；与机械喷丸进行比较，总结了激光喷丸技术提高金属抗应力腐蚀开裂性能的技术优势；并展望了激光喷丸技术在抗应力腐蚀方面的应用前景。

为了改善金属卷筒的组织性能，采用Mo+Y2O3制成合金粉末，将粘接剂均匀涂覆在40Cr钢基材表面，用CO2激光器对材料表面进行了激光合金化处理。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、磨损试验机研究了Mo+Y2O3对合金化层的硬度、耐磨性、组织结构、形成机理的影响。结果表明，在加入稀土氧化物Y2O3后，合金层晶粒显著细化，晶界得到强化，增加了显微组织的均匀性、致密性，硬度、耐磨性得到显著提高，有利于提高金属卷筒表面的硬度和耐磨性

为了研究相对论性强激光与等离子体相互作用时自生磁场的调制不稳定性，从一组考虑了横等离激元波-波、波-粒相互作用和电子相对论效应的非线性动力学控制方程出发，通过线性分析得到了横扰动的色散方程。结果表明，自生磁场由于调制不稳定性，将会坍塌形成小尺度的局域结构。选取适当的参量，计算得到的自生磁场的特征尺度与已有理论模型的结果一致。

低脉冲位置调制是大气激光通信领域广泛采用的调制方式，为了更好地与低脉冲位置调制映射，提高通信系统的检错和纠错能力，在此通信系统中的信道编码采用基于有限域GF(q)上的纠错码，论述了GF（17）域RS码的编译码算法和研究RS(16，10)的编译码算法及其实现过程。结果表明，采用16脉冲位置调制方式在信道受到干扰后，基于GF(17)域的RS(16,10)码可以在接收端纠正两位随机错误。

为了建立一个基于888nm半导体抽运的高平均功率和高效率皮秒激光振荡器的理论模型，采用模拟计算方法和谐振腔理论、ABCD定律、自洽条件以及连续被动锁模条件，利用激光晶体Nd∶YVO4对波长888nm半导体抽运源的吸收特性和元件的相关参量、合适的腔模参量、实现稳定锁模的参量进行了理论分析和计算，并通过以上研究和模拟计算得到了皮秒振荡器模型的相关数据。结果表明，在120W的抽运功率下，激光器可以输出约61.5W的皮秒激光，光光转换效率51.3％。这一理论模型的建立对高平均功率和高效率皮秒激光振荡器的实验研究起着指导作用。

为了分析激光偏振化方向和激光入射角对激光吸收率、反射率和透过率的影响，采用量热法测量了蓝宝石对532nm线偏振光辐照下的反射率和透过率，并获得了相应的吸收率。比较实验中测得的反射率和理论计算值，发现两者变化趋势一致，证实了该试验方法的可行性。结果表明，垂直于入射面的反射率随入射角的增大而增大，平行于入射面的反射率则随入射角的增大逐渐减小，在入射角接近60°时达到最小，然后急剧增大；在垂直和平行偏振光下，透过率均随着入射角增大而减小，吸收率则逐渐增大。该结果为激光加工蓝宝石时工艺参量的选择和优化提供了参考。

为了研究基于半导体可饱和吸收镜的被动锁模光纤激光器的输出特性，采用1480nm的半导体激光器作为抽运源，利用掺铒光纤作为增益介质，以及光纤环行器、偏振控制器、波分复用器和耦合器等构成了环形腔结构的被动锁模光纤激光器。实验中获得了峰值波长1586nm、光谱宽度4.8nm、重复频率11.2MHz、最大平均输出功率8.4mW的稳定锁模激光脉冲输出。结果表明，调整光纤偏振控制器会使光纤激光器输出脉冲的时域波形略微发生变化，在实际应用中需要注意偏振态变化对锁模光纤激光器输出脉冲时域特性的影响。这一结果对于半导体可饱和吸收镜在被动锁模光纤激光器中的应用及其特性具有一定帮助。

为了得到一种新的具有低限制损耗和平坦色散的光子晶体光纤，设计了具有6层空气孔的正八边形结构，将包层分布为3种不同空气孔直径d1,d2,d3，采用多极法数值模拟了这些结构参量对其色散特性和限制损耗的影响。得到在1.3μm~1.72μm波长范围内，光纤的色散系数介于-0.1ps/(km·nm)~0.58ps/(km·nm)之间，在波长1.55μm处的限制损耗达到了0.16dB/km的平坦色散低限制损耗光子晶体光纤。结果表明，特殊的八边形结构比较适合用于平坦色散低限制损耗光子晶体光纤的研究。这一结果对于光子晶体光纤在光通信的应用是有帮助的。

激光-电弧复合焊接是近几年在国际上得到迅速发展和应用的焊接前沿新技术，是材料优质高效连接的最佳熔焊工艺。激光-电弧复合焊接结合了激光焊和电弧焊两种工艺，影响焊接过程的参量较多，而这些因素的设置对焊接过程的稳定性、焊接接头的质量都有重要影响。从激光器类型的选择、辅助电源类型的选择、焊接方向、激光离焦量、激光-电弧之间距离、激光与电弧能量的匹配以及保护气体等方面讨论了激光-电弧复合焊接过程中的工艺参量的优化设置问题，并对这些因素对焊缝成形的影响进行了分析，最后提出了激光-电弧复合焊接工艺的研究方向。

为了将激光焊接技术用于汽车白车身焊接生产线，采用自动控制技术、通信技术与激光焊接技术相结合的方法，提出了以可编程逻辑控制器为控制核心，工业计算机为辅助控制核心，实时与光纤激光器、焊接机器人通信的激光焊接生产线。并通过改变控制焊接参量，焊接某车型左前门零部件，与点焊焊接进行了分析。结果表明，激光焊接生产线焊接速度明显提高、控制灵活、焊接强度提高了70%。这为我国汽车的小型化、轻量化的发展，以及车身结构的综合力学性能的提高，提供了一种新的焊接生产线技术

为了得到含分压电阻的中心对称光折变非相干耦合空间孤子对的结果，采用数值模拟方法对这种孤子对的特性进行了理论分析。结果表明，这种孤子对是由两束偏振方向和波长都相同的互不相干光束耦合形成的。当分压电阻取不同值时，可分别得到有、无分压电阻的非相干耦合屏蔽孤子对。预言了亮-亮，暗-暗和亮-暗非相干耦合空间孤子对可存在于中心对称光折变介质中。

为了研究1维时变磁化等离子体光子晶体禁带的温度和密度特性，采用在等温近似的条件下，磁化等离子体的分段线形电流密度卷积时域有限差分算法研究了1维时变磁化等离子体光子晶体的禁带特性。以高斯脉冲为激励源，用算法公式得到的电磁波透射系数来讨论了等离子体上升时间、温度、等离子体层密度对其禁带特性的影响。结果表明，改变等离子体上升时间和等离子体层密度可以实现对禁带的控制。这一结果对设计磁化等离子体光子晶体器件有帮助。

为了探索配合物的分子结构对3阶非线性光学性质的影响，采用z扫描方法对3种具有不同中心金属原子（Ni，Cu和Pd）的金属有机配合物的3阶非线性光学性能进行了研究。通过比较3种化合物的非线性折射率和激发态吸收截面发现，原子序数较大的中心金属原子明显增强了分子的非线性光学系数，而共振吸收效应对化合物的非线性光学性质影响不大。结果表明，在532nm波长的皮秒脉冲激光作用下，3种化合物均表现出自聚焦和反饱和吸收特性。

为了研究Yb∶YAG薄片激光器的性能，采用16通抽运耦合、微通道冷却的方法，对薄片的优化厚度、热力学特性和激光性能等进行了理论分析，利用直径10mm、厚度为250μm、掺杂原子数分数为0.1的Yb∶YAG薄片进行了实验验证，抽运耦合系统实现了对薄片的16通抽运，在抽运功率为81.9W时，获得了平均功率为24.4W的激光输出，光光转换效率达到了29.8％。结果表明，多通抽运微通道冷却Yb∶YAG激光器可以获得较高的光光转换效率。

为了研究和揭示竹红菌甲素(HA)的宽带调谐发光物理机制，采用强激光激发的方法，主要研究了HA的强激发辐射效应,从一个侧面证实了激发态质子转移(ESIPT)的存在,同时进行了理论分析和实验验证，并给出了HA分子能级模型。结果表明，对于HA分子需要双光子吸收才能实现ESIPT过程。这一结果对进一步认识HA的发光物理机制是有帮助的。

为了研究组合型余弦光栅的衍射场，采用波前相因子判断法并考虑到光栅孔径的影响，得到了组合型余弦光栅的衍射场所含基元成分，导出像面上的衍射场振幅分布公式，并数值模拟了像面上衍射场振幅分布和光强分布，最后得出各焦斑的半角宽度。结果表明，该研究可为余弦光栅用于滤波和光学信息处理技术提供一个理论基础。

为了研究脉冲半导体激光器端面抽运激光晶体产生的热效应，对激光晶体瞬态温度场以及热形变场进行解析分析与计算。考虑到脉冲LD出射光具有超高斯分布，且Nd∶YAG晶体热传导各向同性的特点，利用热传导Poission方程得到了超高斯分布脉冲LD端面抽运Nd∶YAG晶体瞬态温度场以及热形变场的一般解析表达式，定量分析了单脉冲抽运过程中超高斯抽运光光斑半径及超高斯阶次、脉冲宽度对Nd∶YAG晶体瞬态温场的影响以及准热平衡状态温度场的时变特性。结果表明，当脉冲LD端面抽运光具有3阶超高斯分布、抽运功率为80W、脉冲频率为100Hz、脉宽为200μs、钕离子掺杂质量分数为0.01的Nd∶YAG晶体瞬态温度场随抽运脉冲呈现出周期性分布，准热平衡状态的温度在25.5℃到29.2℃之间成锯齿形周期分布；晶体抽运面的热形变量在0.13μm和0.19μm之间也呈现出周期性变化。该研究对于脉冲LD端面抽运全固态激光器热不敏谐振腔设计具有理论指导意义。

为了系统地研究多光束干涉对钒酸钇棱镜透射比的影响，对棱镜的透射比进行了详细的理论分析，得到了不考虑多光束干涉和考虑多光束干涉情况下，800nm~2400nm波段棱镜透射比的理论曲线，并利用UV-3101PC分光光度计进行了实验测试，发现钒酸钇棱镜的透射比在近红外区随波长的增大呈上升趋势，且曲线有波动。结果表明，多光束干涉对棱镜的透射比产生扰动。这为钒酸钇棱镜在偏光器件中的应用提供了重要的参考价值。of yttrium vanadate prisms