讨论了光学图像中同时存在噪声与模糊时的对比度增强问题。构造了一种基于边缘定向扩散的各向异性非线性扩散方程来作为图像的光滑约束项，并根据模糊后的图像在边缘处相对清晰图像具有较大误差的事实，构造增强图像与原图像之间的非均匀逼近项，将此两项通过正则化参数联系起来，得到了一种图像对比度增强的正则化模型，并利用Euler方程将该模型转换成一种可以快速求解的各向异性非线性扩散模型。该模型能在抑制噪声的同时增强图像的边缘，在模型的解算上也不存在大型矩阵的存储与运算问题。数值计算结果表明，新方法适合于多种形式的模糊和不同程度的噪声污染，相对现有方法具有更好的边缘锐化能力和更高的清晰度，峰值信噪比比现有方法提高了1～2dB，边缘保护指数也比现有方法有较大提高。

研究了基于稀疏型先验的光学及SAR图像的分辨率增强的统一框架。在定义稀疏型先验的基础上，分析了稀疏型先验与分辨率增强的关系，并从参数估计的角度解释了为什么稀疏型先验的合理利用可以实现分辨率增强。其次给出了光学及SAR图像的统一观测模型。再次给出了光学及SAR图像先验模型的统一描述。最后给出了光学及SAR图像分辨率增强的目标函数构造的统一形式。并结合光学图像和SAR图像，在不同数据域的先验信息，分别构造各自的目标函数，实现图像分辨率增强。

破损图像的修补一直是图像处理中一个重要的研究课题，数字图像修补技术被广泛用于各个领域包括医学图像的修复、文物的修复、犯罪现场的还原以及电影胶片上划痕、污迹的消除。在通常的图像修复技术上，对于一些规则的破损纹理图案采用Thiele型连分式这一有理插值的方法来对破损部分周围的像素点进行插值从而达到修补破损部分的目的。介绍了连分式方法及其在图像修复中的应用，实验证明，连分式插值的方法取得的结果优于一般软件处理的结果，所以使用连分式的纹理修补方法是一种简单而又有效的修补方法。

低－高－中滤波器(Lower－upper－middle filter，简称LUM滤波器)是中值滤波基础上发展起来的一种非线性滤波器。提出了一种改进的LUM滤波器的算法。算法对LUM滤波器进行了两方面的改进：一方面针对未被噪声污染的非边缘区域，不滤波；另一方面自动查找LUM滤波器锐化窗口的位置。与原有的LUM滤波器相比，它能缩短程序运行的时间，较好地降噪，保护图像的有用信息，更好地增强图像的边缘。

以荧光光谱为手段，研究了药物利复星(Levofloxacin)与牛血清白蛋白(BSA)的作用和影响，研究了它的荧光淬灭现象。在向该溶液滴加利复星时，观察不到激发峰的明显移动，而发射峰出现了新颖的现象，原有的353．1 nm的发射峰强度明显的减弱；新出现了峰位位于450．4 nm的新的荧光发射峰。利复星－BSA体系的猝灭过程不是因为分子扩散和碰撞所引起的动态猝灭，而是分子之间结合形成了化合物所引起的静态猝灭。利复星的离解常数为K_d=3．39×10^－5mol／L。利复星的能量转移效率为50%时给体和受体之间距离的R₀=1．81×10^－7cm，利复星和牛血清白蛋白的能量转移效率为E=0．351，根据这些计算结果可以知道利复星和牛血清白蛋白的色氨酸残基的结合位置为r=2．01×10^－7cm。

在基于像差理论的基础上，对于超大相对孔径抛物面反射镜，提出了三片补偿镜和一片场镜的零位补偿检验方法，详细论述了补偿检验系统的设计过程，成功地设计了相对孔径为F0．6，口径为φ290mm的抛物面反射镜的补偿检验系统，从整个设计的结果看出，检验系统的像差被很好的校正，完全达到衍射极限。

鉴于过去文献只对非球面消球差透镜做了分析，根据初级像差理论给出了非球面齐明透镜(同时消球差和彗差)初始结构的求解方法，包括非球面齐明单透镜和非球面齐明双透镜的求解方法；并利用Zemax光学设计软件验证了这种求解方法的正确性。通过大量的计算给出了各种关系曲线，并分析了相对口径与透镜球差的变化关系，这些分析对光学系统的设计都是有益的。

研究了一种新型的短腔铒镱共掺单纵模调频光纤激光器，推导了该类光源利用零差检测法时功率谱密度的理论表达式，进行了数值模拟，计算出了最大频偏量。激光器是由一段4cm长的铒镱共掺光纤和两个窄线宽光纤布拉格光栅构成，通过对靠近抽运端光栅的长度调制实现了激光的频率调制。激光器线宽小于400 kHz，输出功率大于3mW，最大频偏可以达到55MHz，最大频偏量的实验结果与理论分析一致。

采用线性化近似，计算了加性信号调制下色关联噪声驱动的单模激光增益模型的光强关联时间T，发现当两噪声间关联程度λ为正时，T－D和T－I₀曲线中出现极大值(即出现共振)；当λ为负时，T－D曲线中出现极小值(即出现抑制)，T－I₀曲线出现两个极值(一个极小值一个极大值)；当λ为零时，T随量子噪声强度D和定态光强I₀的增加而单调增加。另外，无论λ取何值，T随周期信号振幅A和衰减系数γ的增大都单调减小。同时通过研究周期信号频率Ω和噪声互关联时间τ₃对T－D、T－I₀、T－A以及T－γ曲线的影响，发现Ω的取值对这四种曲线的影响不大，而τ₃的取值对T－D、T－I₀和T－A曲线的影响较大，对T－γ曲线的影响较小。

量子博弈是量子信息学最近兴起的又一分支。杜江峰等在研究连续变量量子博弈中，利用了双模压缩态实现量子纠缠并产生优于经典的结果。我们在此基础上对于有任意多个参与者并且策略为连续的量子博弈做了研究。通过利用一多模光场，该光场是由各个光模之间两两互相纠缠形成的。利用这个方案上述结论可以推广至任意多个参与者。并且，随着纠缠度的增加他们的总收益也增加，当每一对双模光场达到最大纠缠时，他们的总收益亦将最大。

对囚禁在由谐振势和一维光晶格势构成的组合势中的玻色凝聚气体，基于Gross－Pitaevskii理论，并运用G－P能量泛函和变分方法，研究了组合势中子凝聚体的高斯宽度与光晶格势强度之间的关系。在分析了无相互作用的理想玻色气体的高斯宽度的基础上，提出了考虑相互作用后的高斯近似模型，并求解出高斯宽度随光晶格势强度变化的解析表达式。然后，将所得到的解析结果与直接的数值计算进行比较，表明高斯近似模型与数值计算结果更加接近，并且随着光晶格势强度的增加两者趋于一致。

精确求解了自旋－1／2粒子在旋转磁场下的Bloch方程和Schr5dinger方程。用此问题的循环解，得到了Aharonov－Anandan(AA)几何相和动力学相的解析结果，并用正交态方法构造了具有和乐几何量子计算优点的非绝热几何量子门。基于一般的SU(2)循环演化条件，还构造了只依赖轨道的绕数和扭结数的普适拓扑量子门。最后建议用非对称的约瑟夫森结纳米电路实现所构造的各种量子门。

对双非对称Mach－Zehnder干涉仪量子密钥分发系统的误码率做了系统的理论分析。详细分析了两Mach－Zehnder干涉仪臂长的不对称性、光纤的双折射以及环境温度等因素对误码率的影响，并导出了定量的数学表达式。研究结果表明，两个Mach－Zehnder干涉仪臂长的不对称引起的误码率服从高斯分布；由光纤双折射引起光脉冲干涉时偏振方向不一致引起的误码率服从正弦分布；干涉仪中的温度变化对误码产生极大的影响。

采用求解Schr?dinger方程和数值计算的方法，研究了处于GHZ类态的三个全同二能级纠缠原子与Fock态光场相互作用的动力学特性，讨论了原子布居算符和光场的二阶相干度与三原子体系初始态的纠缠度、Fock态光场的光场强度的依赖关系。结果表明：系统处在非纠缠态，原子布居呈现出周期性的崩塌和回复现象，当光场为真空场时，出现真空Rabi振荡现象；随着光场的增强，原子布居的Rabi振荡频率增大。当系统处在纠缠态，随着纠缠度的增加，光子开始出现聚束效应，在最大纠缠态，聚束效应和反聚束效应交替出现，二阶关联函数的振荡幅度随着纠缠度的增强而增强。

使用脉冲Nd∶YAG四倍频激光抽运充有纯D₂气体和D₂／He混合气体的拉曼池。实验研究了受激拉曼散射的能量转换效率和能量稳定性与系统主要参量，包括抽运光能量、D₂气体压强和加入惰性气体He的关系。实验表明，适量惰性气体He的加入在没有降低一阶斯托克斯散射光(S₁，波长：289．04nm)能量稳定性的前提下，有利于提高其能量转换效率，最大能量转换效率达到22．1%。通过实验分析，得到了受激拉曼散射一阶斯托克斯散射光的能量转化效率和能量稳定性的优化条件。

在时域上分析了高重频激光压制式干扰作用时激光导引头的信息处理过程。以具有抗干扰措施的激光制导系统为干扰目标，采用二极管泵浦全固体高重频激光器为干扰源干扰激光导引头，通过外场试验从系统级角度研究了高重频压制干扰与激光制导系统相互作用效应。用所记录的目标视线和系统光轴角误差数据表征相互作用效应，说明高重频激光压制干扰与激光制导系统相互作用效应表现为激光导引头的信息处理机制被破坏，不能正常给出的水平、俯仰角度误差信息，但这种破坏在压制干扰消除后即刻消除。

冲量耦合是高功率激光烧蚀材料过程中的一个重要物理现象，成为许多应用研究的物理基础，而激光对材料的冲量耦合大小直接与所采用的激光辐照参数密切相关。在真空中，冲量耦合仅由蒸发波决定，反冲压力存在时间主要取决于激光脉冲维持时间，因而冲量计算须考虑材料的非定常气化过程。利用非定常透明蒸汽模型，研究了真空条件下不同波长和不同脉宽激光与铝靶作用时的冲量耦合系数及随入射激光功率密度的变化关系，计算结果与实验结果符合较好。

自行研制了一台大气气溶胶飞行时间激光质谱仪(ATOFLMS)，它可以实时地对气溶胶单粒子进行物理和化学特性分析，是大气气溶胶研究和测量的一个有力工具。该仪器在运行过程中将产生海量的实验数据，对这些数据的实时、自动处理、提取有价值的信息是整机系统的关键之一。我们基于面向对象的技术为它开发了配套计算机软件MS－ACS，该软件能够自动地实现气溶胶单粒子的粒径和化学成分信息的实时采集、分析和存储功能。

对利用EMCORE D125 MOCVD系统生长的以CCl₄为掺杂源，分析不同C掺杂浓度的GaAs外延层光学特性。通过PL、DC XRD测试手段研究了掺C GaAs层，随C掺杂浓度增加，禁带宽度收缩，PL谱峰值半宽增大，晶格常数减小。

从激光大气语音通信电路设计的角度分析了引起语音传输失真的主要因素：A／D转换器的选择和波特率的设置。实验表明：激光大气语音通信对A／D转换器的转换精度要求较高，即要保证语音通信质量，A／D转换器的转换精度应在8位以上；而对A／D转换器的转换速率要求较低，一般选择8 kHz或10 kHz的采样速率即可；在正确选择编码方式后，波特率设置为大于数字信号传输速率，可保证语音通信质量。

因特网应用技术和光通信技术的飞速发展使现在网络的现状发生了翻天覆地的变化。最近，光突发交换技术的出现掀开了光通信技术的新篇章，它是光电路交换和光分组交换的折中方案。研究了光突发交换环网的性能，提出了为每个节点配备多个接收机的方法来降低竞争的发生，仿真结果表明，只要为每个节点配备少量的接收机就能达到很好的性能，不必将每个节点的接收机满配，从而可以降低硬件投入。

运用小信号分析法，研究了多光子非线性Compton散射下的调制不稳定性(MI)对波分复用系统的影响，结果表明：计及散射光的调制不稳定性，不仅会使波分复用系统的信噪比(SNR)更快地下降，从而导致信号强度更快地减弱，而且还会对噪声有更大的放大作用；这种调制不稳定性对波分复用系统中各信道的影响是不同的，它对短波段的作用强于长波段，也会使各信道的信噪比产生更大的偏差，将使长波段较短波段有更大的信噪比，信噪比的降低将随着长度的增加有较快的积累。

通过Monro等提出的一种半矢量方法建立了光子晶体光纤的本征方程，解本征方程后计算了三角形光子晶体光纤的模场分布和色散曲线，并分析了光子晶体光纤的结构参数与波导色散的关系，得出了色散补偿PCF具有的结构特点。

为色散控制孤子(DMS)系统的设计提供方法和步骤。通过研究DMS系统的传输理论，确定所研究的系统参数受限度，然后给出了DMS传输系统设计的步骤。作为优化设计DMS系统传输参数的例子，将DMS传输系统应用于一段实际的干线网络。研究表明，应用该方法，DMS能传输800km改建后的干线网，而保持良好的传输特性和眼图性能。为色散管理孤子方案应用于实际系统而提供有价值的参考，为实现高速大容量传输提供有益的探索。

在色散管理系统中建立了周期扰动模型，研究了它们对孤子传输的影响。数值模拟发现，在脉冲传输距离与扰动周期长度的关系中存在着一种多极值结构。

理论分析了光纤布拉格光栅的压力传感特性，给出了光纤布拉格光栅的中心波长与压力的关系以及压力灵敏度系数的表达式，并将光纤布拉格光栅纵向粘贴在自行设计型号为ZXYC01的平面膜片上进行了压力实验。实验结果表明光纤布拉格光栅压力灵敏度系数46 pm／MPa左右，其测量精度为0．5%F．S，而理论的压力灵敏度系数为51 pm／MPa左右，实验值和理论值基本相符，它们分别是裸光纤布拉格光栅压力灵敏度系数的23和26倍。同时发现光纤布拉格光栅的中心波长与压力变化有着良好的线性关系和很高的相关系数并且迟滞现象较小。

在推扫式长波红外成像系统中，由于强辐射背景的存在，探测器的饱和积分时间只占像元驻留时间的十分之一甚至几十分之一，针对这种情况，将细分采样叠加技术应用在该类成像系统中，可以有效地利用推扫成像方式相对于机械扫描成像方式在驻留时间上的优势，达到提高系统信噪比的目的。文中首先针对短积分时间长波红外探测器的特点阐述了细分采样叠加技术原理，从理论上分析了叠加对PTF和图像信噪比SNR的影响。接着简要叙述了基于细分采样叠加技术的长波红外成像系统的软硬件研制情况，最后通过成像实验，验证了系统所采用的各种方法的有效性。

介绍了激光诱导化学气相沉积法制备纳米氮化硅的工艺原理，通过增加正交紫外光束激励NH₃分解，提高气相中n(N)／n(Si)比，从而减少产物中游离硅的浓度，制备出粒径7～15 nm的无团聚、理想化学剂量(n(N)／n(Si)=1．314)的非晶纳米氮化硅粉体。采用透射电子显微镜观察粉体形貌，并指出表面效应和量子尺寸效应导致粉体红外吸收光谱和拉曼光谱的“蓝移”和“宽化”现象。采用双光束激励的光诱导化学气相沉积法是制备高纯度纳米氮化硅粉体的理想方法。