激光束经过大数值孔径透镜聚焦后，会得到一个亚波长量级的极小光斑，能够应用于显微技术、光刻和光数据存储。基于德拜矢量衍射积分公式，研究了激光束经过大数值孔径透镜的聚焦特性。较为系统地分析了大数值孔径聚焦的光强、相位、相干度和偏振度特性，以及入射光束偏振度和相位变化对聚焦光斑形状的影响。研究表明，激光束经过大数值孔径透镜聚焦后，光束本身带有的自旋角动量会转化成光束的轨道角动量。同时，随着大数值孔径的聚焦过程，激光束的相干度和偏振度也会发生变化。另外，通过调制入射光束的偏振度和相位分布情况，可以实现光束的整形。

聚合物纳米光纤具有很好的器件构筑能力和良好的导光性能，对构筑超紧凑的微光子学器件和小型化集成光路十分理想。介绍了一种利用一步拉制技术制作的、具有良好的机械性能和光学性能的聚合物纳米光纤聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）纳米光纤。作为亚波长波导， PTT纳米光纤具有较大的倏逝场和强约束。详细介绍了利用PTT纳米光纤组装的微光子学结构和器件（例如：弯曲结构、环形结构、M×N耦合分束器、马赫曾德尔干涉仪）。组装的结构和器件具有体积紧凑、损耗小的优点。概述了聚合物纳米光纤和器件的特点及其应用前景。

实验研究了近红外可调谐激光二极管吸收光谱技术（TDLAS）在气体监测中的应用，提出了在一种应用于煤矿瓦斯监测的光纤传感方法。该方法基于气体近红外波段的特征吸收，通过对窄线宽分布式反馈（DFB）激光器进行波长调制，并采用谐波检测技术，消除了光源波动和光纤抖动造成的影响，提高了瓦斯气体的测量灵敏度。同时，采用空分复用（SDM）技术组成光纤传感网络，提出了一种能实现在线监测的多点瓦斯传感系统，该方法降低了系统成本，能适应煤矿等恶劣环境的应用需求。

提出了一种基于圆柱雾屏承载全息光电再现三维(3D)影像的方法。通过基于菲涅耳衍射原理的动态随机相位层析法(DPP-TCH)结合空间坐标变换技术计算获得3D物体360\O视角相息图，对每视角单幅相息图及每视角多幅相息图的数值再现结果进行对比分析。构建了基于液晶空间光调制器(LC-SLM)的实验系统进行全息光电再现，并采用圆柱雾屏对光电再现3D影像进行承载实验。实验结果表明，该系统可有效地实现3D物体的全息光电再现动态影像的空间承载，抑制3D再现像的散斑噪声。

不同融合算法从不同角度对融合图像产生解释，从而产生不同亮度、不同对比度的融合图像。对融合算法进行性能分析可减少图像信息的不确定性，提高图像解析度。在总结现有图像融合算法基础上，对不同融合算法获得的融合图像，采用主观评价方法进行打分排序。实验结果表明，相比加权融合算法，塔型融合算法和小波变换融合算法具有更好的场景适应性，有利于提高场景中的重要特征和图像细节。加权融合算法虽然对特定场景会获得较高分值，但在场景适应性上存在一定局限性。因此，对于实际应用的图像融合系统应根据不同的任务要求和应用环境，选择采用不同的融合算法，以期达到最佳的场景解释效果。

简要介绍了图像修补问题及现在一些主要的图像修补技术。根据图像修补的目的，提出小波图像修补问题不必局限于小波域求解，也可以在空域得到解决的思想。给出了该思想的依据和具体实现步骤，并提出一种在空域中基于Rudin-Osher-Fatemi(ROF)模型来实现上述思想的小波图像修补方法。图像修补仿真实验的结果表明，该方法可以得到较好的图像修补视觉效果，峰值信噪比（PSNR）小于10 dB的缺损图像经处理后其PSNR达到约30 dB。较以前的小波图像修补方法，该方法显著提高了缺损图像的PSNR，验证了提出思想的可行性。

为了得到能够满足光电经纬仪观测条件的卫星光学可见期范围，讨论了卫星的光学可见期预测方法，从高度、地影和天光三个影响因素进行系统地分析，得出对应的约束方程，给出了可进行光学观测的时间范围，并在某型号光电经纬仪系统的轨道预报软件中成功应用。选取INTERCOSMOS等四颗人造卫星进行连续数天的观测实验，大量实验数据表明该方法能够精确提供卫星可观测弧段的可观测时间范围，精度达到103.629 ms，大幅缩减了操作人员的等待时间，提高了卫星定轨跟踪的工作效率。

在考虑热传导系数、比热容、热膨胀系数和弹性模量等热物性参数随温度变化的条件下，采用MSC.Marc软件对同步送粉激光熔覆2Cr13粉末的温度场、应力场进行了直接耦合分析，并进一步模拟得到了不同扫描速度下的应力场分布情况。考察工件表面和深度方向两条路径上的应力分布。结果表明，平行于激光扫描方向拉应力值远大于垂直激光扫描方向的拉应力值。由此推测，激光扫描方向上拉应力的存在是造成熔覆层裂纹的主要原因。随着扫描速度的增大，熔覆层表面的VonMises等效应力峰值也随之增大，曲线变得更陡。

阐述了高亮度、窄线宽的激光二极管阵列研究进展。重点介绍了外腔反馈技术在改善激光二极管阵列的线宽和激光亮度中的应用，这些技术包括利特罗（littrow）外腔反馈技术，光谱组束技术，离轴外腔反馈技术，离轴外塔尔博特（Talbot）腔技术。

在惯性约束聚变（ICF）实验研究中，三次谐波转换单元是ICF驱动器重要的组成部分，为了缩短晶体的在线调试发次与时间，需先对单元进行离线调试。其基本原理是，通过扫描、测量倍频和三倍频晶体在不同倾斜角度下的谐波转换效率，然后利用多项式函数拟合数据，绘制谐波转换效率随倾斜角度变化的调谐曲线，确定最佳匹配位。基于理论分析，设计了一套高精度、自动化的三倍频离线调试系统。通过对现有系统的改进实验，以及对结果的分析表明，系统自动工作性能良好，单点测试的重复精度为±30 μrad，能量测量精度达到4%。

半导体激光器阵列的输出光功率密度较低、输出光束质量较差的缺点限制了它的广泛应用。介绍了提高输出光功率密度和输出光束质量的非相干技术波长合成技术、偏振合成技术和空间交叉合成技术的最新进展，对实现各种技术的结构和实验结果进行了综述报道。

用化学复合镀技术在中碳钢基体上制备NiAl/纳米Al2O3镀层，并用横流CO2激光对涂层进行表面处理，采用X光能谱分析仪（EDS）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、显微硬度测试和球盘式摩擦磨损试验对涂层的成分、组织形貌和摩擦学性能等进行表征分析，并考察工艺参数对涂层结构和耐磨性能的影响。基于高功率、快扫描和大光斑的工艺原则，合成了Ni0.77Al Fe0.23金属间化合物，涂层的硬度因相变硬化而明显提高，激光表面处理后涂层的摩擦系数和磨损失重明显减小。

掺铥光纤激光可调谐范围宽、人眼安全、非线性阈值高，功率提升潜力大，在遥感、激光雷达、医疗、光学参量振荡等领域具有重要的应用。主要报道了国内外在连续、脉冲掺铥光纤激光方面的进展。目前连续掺铥光纤激光已经实现1 kW的输出，其中单频连续掺铥光纤激光实现了608 W的输出，如果进一步采用高功率、高亮度的半导体激光作为抽运源，增多放大级，则有望实现更高功率的激光输出。在脉冲激光方面，采用调Q方式实现了重复频率100 kHz，单脉冲能量360 μJ的纳秒脉冲输出；采用锁模方式实现了重复频率为37 MHz，脉宽为1.32 ps，平均功率为3.4 mW的输出。最后对掺铥光纤激光的未来发展进行了展望。

采用高温固相法与溶胶凝胶法分别合成了不同Ti含量的Baghdadite矿物发光材料Ca3(Zr,Ti)Si2O9。相对于传统的高温固相法，溶胶凝胶法合成Ca3(Zr,Ti)Si2O9的成相温度更低，且合成产物的粒径更小且均一。荧光光谱分析表明，不同Ti含量的Ca3(Zr,Ti)Si2O9均可被254 nm紫外光激发，产生明显的黄绿色发射光，荧光发射光谱呈现出发射中心在531 nm的宽带发射特征。进一步的研究还发现：在Baghdadite矿物Ca3(Zr,Ti)Si2O9基质中，掺杂稀土离子Sm3+，Eu3+及Dy3+均可产生相应的稀土离子跃迁特征发射，这些发射线与Ca3(Zr,Ti)Si2O9基质材料的本征发射光复合，其光谱覆盖范围在整个可见光区(400~700 nm)，由此表明Ca3(Zr,Ti)Si2O9可作为一类新型的单一基质白光发射材料体系。

采用X射线荧光(XRF)、X射线衍射(XRD)、紫外可见光(UV-VIS)和拉曼(Raman)等分析方法,对典型绿辉石玉样品进行了光谱测试和分析。结果表明,绿辉石玉中具有较高含量的Ca2+;主要矿物成分为绿辉石,其晶体结构与硬玉相近,但晶胞参数有所差异;铁元素含量较高,主要以Fe2+形式存在;特征拉曼位移位于683和1018 cm-1附近,分别是由[SiO4]4-四面体中Si-O-Si的对称弯曲振动和Si-O对称伸缩振动所致。因此,绿辉石玉区别于以硬玉为主要矿物的翡翠。

利用光学相干层析成像（OCT）技术监测了活体小鼠光老化皮肤的嫩肤效果。利用强脉冲光（IPL）照射经过紫外线诱导后的光老化皮肤，采用OCT观察该皮肤,得到不同能量密度IPL作用前后的光老化皮肤光衰减系数的变化情况，用来判断光老化皮肤的光热损伤程度及修复过程。结果表明，IPL能对光老化皮肤进行有效的嫩肤治疗；OCT是活体监测生物组织胶原修复情况的有力工具。

推导了基于矢量德拜理论的径向偏振光通过两种介质分界面聚焦的三维电场矢量分布计算公式。将德拜理论计算的离焦平面电场分布作为入射源代入三维时域有限差分(FDTD)程序进行聚焦过程的仿真，其结果与用德拜理论计算的结果相一致。对于德拜理论无法计算的径向偏振光束通过半球形纳米孔聚焦问题，采用了设置介质结构灵活的FDTD进行仿真，观察并讨论了半球形纳米孔的焦移和场强增强现象。

研究了低能电子束辐照（LEEBI）对大功率GaN基蓝光LED性能的影响。利用实验室提供的电子束模拟空间电子辐射，对蓝光LED进行LEEBI，并对比未辐照的LED，研究其电学性质和光学性质的变化。结果表明，在电子束辐照下，LED发光强度提高，正向电压变小，击穿电压变小。同时利用电子束辐照机理对实验结果进行了分析和讨论。

介绍了埋入式光纤智能金属结构研究遵循的步骤，即光纤传感器的金属化保护、保护后及埋入后传感器的特性、埋入宿主金属及埋入方法的研究。为减少保护过程中热应力对光纤传感性能的影响，主要采用常温下进行的化学镀结合电镀方法进行光纤金属化保护；而选择适当的涂层厚度、杨氏模量、热膨胀系数、泊松比可使热应力最小化；金属层对光纤传感器可起到明显的保护作用，并能增强其可焊性；金属化保护后及埋入后的光纤传感器均能保持良好的传感的特性。但目前所使用的光纤传感器大都集中在热稳定性较差的布拉格光纤光栅上，埋入的宿主金属及埋入方法都受到了限制，因此，突破瓶颈的关键在于找到适合于埋入恶劣环境的光纤传感器。

基于猫眼效应的激光主动探测技术是应用于激光**系统中的一项新型技术，其中最为关键的问题是如何准确描述被探测光学目标的猫眼效应反射特性。介绍了几种成功应用猫眼效应的车载、便携、舰载和机载激光**系统，综述了一些有代表意义的研究方法和结果。最后阐述了目前猫眼效应用于激光主动探测技术存在的主要问题，并指出当前的发展趋势：多体制探测、基于猫眼效应反射光的衍射干涉特性获取光学目标特征参数、基于猫眼系统对探测激光的调制作用建立闭合回路跟踪系统、随机大气对猫眼效应反射光的影响等。

随着斜角沉积及刻蚀等技术的不断发展和完善，具有纳米多孔性结构的低折射率材料的获得为设计和制备减反膜提供了新思路，在减少大角度入射光的反射，维持色平衡方面具有重要的应用价值。结合纳米多孔性材料在H-K9L光学玻璃表面利用遗传算法优化设计了一种具有全向宽波带减反特性的4层渐变折射率减反射膜系结构，计算了其反射率变化曲线，并与常规材料制备的单层膜进行了比较，发现在入射角为0°~75°的范围内可以对可见光起到有效的减反射作用，其关于角度和波长的平均反射率可以降低到0.21%。