利用离子速度成像方法对碘代直链烷烃和环烷烃分子在267 nm下的光解断键机理进行了研究。 实验分析了激发态I*(5p2P1/2)和基态I(5p2P3/2)的离子影像, 得到其对应速度、角度分布的各向异性参数β值和相对量子产率ф(I)和ф(I*)。实验发现碘代直链烷烃和环烷烃分子 在吸收一个267nm 的光子后，都发生快速的C-I断键，直接解离生成激发态I*和基态I原子。与碘代直链烷烃相比，碘代环烷烃分子具有明显不同的角度分布特征， 碘代环烷烃分子基态的β值大于激发态。并且随着α碳原子上所取代的烷基变重, ф(I*)有变小的趋势。

利用脉冲激光双光子激发 Rb(5S) 到 Rb(5Dj, 7S )态,在样品池条件下,利用原子荧光光谱方法研究了 Rb(5Dj, 7S)+ Rb(5S) 的碰撞能量转移过程。利用三能级模型的速率方程分析,在不同的 Rb(5S) 密度下,通过对直接荧光和转移荧光的时间积分 荧光强度的测量,得到了 Rb(5D5/2)→Rb(5D3/2) 精细结构转移截面为 (3.7±0.9)×10ˉ14 cm2。 而测得的碰撞转移到 Rb(5Dj) 以外态的截面是 Rb(5D)→Rb(7S) 转移截面和碰撞能量合并逆过程截面之和, 还可测得 Rb(5D)→Rb(7S) 的碰撞转移截面为 (1.6±0.4)×10ˉ16 cm2, 故 Rb(5D)+Rb(5S)→Rb(5P)+Rb(5P) 的截面分别为 (3.1±1.2)×10ˉ14 cm2 (对 j=5/2) 和 (2.0±0.6)×10ˉ14 cm2 (对 j=3/2), 5Dj态主要是通过碰撞能量合并的逆过程 (即 Rb(5Dj)+Rb(5S)→Rb(5P)+ Rb(5P))猝灭。

介绍了一种测量Stokes矢量元素谱的新方法。该方法通过在普通光谱仪的入射光路前端加上由两个延迟器和一个检偏器组成的调制器，只需一次测量即可解调得到 目标的完整Stokes矢量元素谱，能有效解决传统偏振光谱信息获取方法存在的缺陷。给出了新方法实现完整Stokes矢量元素谱测量原理的数学推导，并用计算机 数值模拟手段证明了该方法的可行性。

提出一种基于并行BP神经网络的近红外光断层成像(Near-infrared optical tomography, NIR OT)图像重建算法，利用BP神经网络来表征生物组织内部光学参数的 空间分布和边界光强之间的非线性映射关系。该方法将一个复杂的模型分解成简单的模型分别建立并行的神经网络。利用Femlab软件完成基于有限元的稳态扩散方程的 两个简单模型的正向问题求解，根据提出的平均优化散射系数和正向问题训练的大量数据集合，建立并训练并行神经网络，通过对两个网络结果的分析，实现快速获得 更复杂模型的光学参数的重构。算法能够快速识别特异组织的位置和准确反映热疗过程中生物组织的优化散射系数的变化趋势。

给出一种三角函数型辅助方程及其解,并借助符号计算系统Mathematica,把该方程直接应用到 sine-Gordon方程、双sine-Gordon方程和MKdV-sine-Gordon方程,得到了Jacobi椭圆函数精确解以及退化后的孤波解和三角函数波解。

为使输出波长为373.7/370.6 nm的Ca+复合激光能达到实际应用的水平，对Ca+复合激光放电管温度场进行了分析， 通过求解热流耗散泊松方程，获得了Ca+复合激光放电管气体温度场径向分布的解析表达式，明确了温度分布与输入电功率及缓冲气体热传导系数之间的关系， 分析了放电管温度场分布与输出功率的关系，指出径向温度分布不均匀是导致输出功率受限的主要原因之一，其结果与实验一致，为该类激光器的实用化研究提供了理论分析结论。

从三能级原子在双光子跃迁过程的辐射压力入手，利用其动量扩散系数和阻尼系数，以铷原子为例进行了双光子冷却的理论研究。研究结果表明:三能级原子经过 双光子冷却不但可以得到较多普勒极限更低的温度，而且具有较高的冷却效率，此结果可为实验研究提供理论基础。

在海森堡绘景下研究外磁场作用下自旋为1/2的耦合二粒子系统纠缠态问题。用数 字方法求解该系统极化矢量随时间变化的微分方程组,得到极化矢量随时 间的变化规律。计算结果表明,在合适的外磁场条件下,耦合二粒子可以由自旋平行、总的极化矢量z分量为-2的非纠缠态变 为纠缠态;得到由非纠缠态变为纠缠态的最佳外磁场条件;提出根据电子的极化矢量 随时间的变化来判断耦合二粒子系统是否达到纠缠态的新方法。本方法不需要采用绝热 近似,也适用于更复杂的情况,如存在弛豫的体系。

提出一个使用三能级原子以及通过经典场对单粒子态的操控和两原子与单模腔场的共振作用实现受控非门的方案, 并使用该方案完成单粒子态的隐行传态过程。该方案中原子与单模腔场的共振作用时间可以很短,这一特点对量子信息 处理过程中的消相干问题的处理是非常有利的,这也是该方案与已有文献报道使用失谐腔的腔QED方案的主要区别之一。

对一维海森堡链格点中不同电子自旋交换如何构成及所构成的能量矩阵进行讨论,为纠缠度和量子计算提供重要依据。研究方法是:一维海森堡链格点被电子填充分为单、双占据及 二者共存三种情况。相邻格点中电子自旋交换分两类,第I类:相邻格点最相邻电子自旋交换；第II类:“间隔”交换,分为“左间隔”与“右间隔” 两种交换(即格点左(右)侧电子与相邻格点左(右)侧电子自旋之间的交换)。将一维海森堡体系的哈密顿算符作用于完备基矢(用置换群所构建)形成能量矩阵。 计算结果:(1)位型[4,2]的第I类自旋交换在格点单、双占据及格点单、双占据共存三种情况时所得矩阵只在对称填充时相同,别况均不同。(2)位型[4,2]在格点双占据的 第II类与第I类自旋交换所形成的矩阵只在格点被对称填充时相同,别况均不同;自旋“左间隔”交换与“右间隔”交换时,同样哈密顿算符作用于同样完备基矢所得矩阵 有些相同,有些不同。最后说明所计算的不同位型矩阵的规律及研究意义。

利用共生纠缠度标准,研究了存在 Stark效应的情况下,两个纠缠二能级原子与相干光场相互作用的 纠缠动力学。分析了 Stark 效应耦合系数对系统纠缠动力学的影响。结果表明: Stark 效应的耦合系数对两原子间纠缠度的时间演化特性有着很大影响。当 Stark 效应耦合系数很小时,两个原子间纠缠度的时间演化特 性呈现周期性纠缠和退纠缠现象;当 Stark 效应耦合系数很大时,原子间退纠缠现象消失,即原子始终保持在纠缠状态。

研究了V型三能级原子与双模奇偶纠缠相干光场相互作用系统的量子态保真度，运用数值计算的方法讨论了失谐量、双模光场的强度和原子分布角对量子信息保真度的影响。 结果表明:原子的量子态保真度优于系统的或光场的量子态保真度，原子初始处于基态时，原子的保真度好于激发态或叠加态的情况;原子的保真度随着失谐量或双模光场 强度的增大而增大;系统的和光场的保真度时间演化特性是相似的。失谐量、双模光场的强度和原子的分布角都对量子态保真度的时间演化曲线的频率有影响。

采用求解 Schr?dinger 方程和数值计算方法,研究了与二项式光场相互作用的Ξ型运动三能级原子的偶极振幅平方压缩特性, 分析了光场参数、场模速度参数、参数η和光场与原子的耦合系数对原子偶极振幅平方压缩的影响。结果表明,随光场参数增大,原子偶极振幅平方从无压缩到呈现周期性压缩,压缩深度逐渐加深;随场模速度参数增大,原子偶极振幅平方由周期性不完全压缩到完全压缩;随参数η增大,原子偶极振幅平方从不压缩到周期性压缩,最后过渡到不压缩;光场与原子的耦合系数不影响原子偶极振幅平方压缩。

利用数-相量子化方案，将介观LC电路等效为一个谐振子。通过相干态表象和算符正规乘积形式,简捷地给出了自由热态的Wigner函数,同时借助于量子算符及其 Weyl-Wigner对应研究了体系中电荷数及相位差在自由热态下的量子效应。结果表明, 体系中电荷数及相位差在自由热态下的量子涨落不仅和电路中器件的参数有关,而且还和温度有关,且储存于电感中的平均能量和电容中的平均能量分别相等。 这一研究结果支持了介观电路数-相量子化新方案,对介观电路的量子化和电路的量子效应的研究具有很好的理论指导意义。

利用传输矩阵方法研究了一维光子晶体的全向反射特性。研究表明，光子晶体的结构参数对全向反射带的产生影响很大。要提高光子晶体的全向反射带带宽，必须增大 两种介质的折射率及它们的高低折射率比值，同时使低高折射率层的光学厚度比接近0.85。研究结果对全介质反射器的设计具有指导意义。

利用传输矩阵方法，研究了光波在包含掺杂缺陷和替代缺陷的厚度渐变准周期结构一维光子晶体中的传播规律。研究结果表明，类似于传统的周期结构一维光子晶体， 在准周期结构光子晶体引入缺陷，光子晶体禁带中也产生了缺陷模，并且两种缺陷所引起的缺陷模的性质基本一致；缺陷模的出现使带隙有了一定程度的加宽， 而缺陷模的位置和强度与缺陷层所处的位置和缺陷层的光学厚度有关;随着缺陷层光学厚度的增大，缺陷模向长波方向移动。

利用分步傅里叶法对负折射介质中的广义非线性薛定谔方程进行数值模拟,进而分别得到自相位调制、赝五阶非线性、自陡峭、二阶非线性色散所致啁啾及各项非线性所致总啁啾的演变图。从啁啾上分析了负折射介质中各项非线性效应在脉冲传输时的作用,结果表明:负折射介质中,自陡系数取值的正负可控使脉冲中心位置可向前后沿偏移;在正常色散区,赝五阶非线性系数为负时加速脉冲的展宽,二阶非线性色散项系数取正时使脉冲展宽,取负时使脉冲变窄。

关于自散焦介质光束的诱导聚焦问题，二维理论模型与三维体材料中的实验结果只能定性而不能定量地吻合。只有三维理论模型才能定量地描述体材料中的 实验现象，但这样的结果至今没有报道。讨论了三维空间中具有一定夹角的双光束传输问题，严格推导出这种情形下的光束耦合传输方程，并且证明了 对小夹角双光束传输过程的描述，可以通过具有对横向空间坐标线性“啁啾”相位的初始条件和平行双光束非线性薛定谔耦合方程构成的Cauchy(初值)问题 来实现。三维理论模型的数值模拟结果和Stentz的实验结果定量地吻合。

提出和设计了一种宽带宽、高增益和增益平坦的光纤参量放大器，它具有双泵浦和两段高非线性光纤级联的结构。选择光纤的四阶色散系数作为优化的指标之一， 用普通的数组循环计算法，对双泵浦及两根高非线性光纤组成的系统进行模拟，获得了峰值增益62.46 dB，起伏小于5 dB，带宽高达424nm的光纤参量放大器。

针对351 nm波长的 XeF 准分子激光器,自行设计了用于高精度、高产率、大面积且常规抗蚀剂曝光的印刷电路板 (PCB) 激光 投影成像照明系统。根据准分子激光的部分相干平顶高斯光束 (PCFGB) 理论模型,对微透镜阵列器 (MLA) 均束的衍射特性进行了 理论分析。由 PCFGB 分布函数、稳定光强输出的衍射角和菲涅耳-基尔霍夫衍射积分公式,定量分析衍射效应对 MLA 均束的影响。 理论计算表明,微透镜边缘发生菲涅耳衍射和微透镜产生的多光束干涉都能引起光振幅调制,只不过衍射产生的尖峰更明显地 出现在光束边缘。同时,由数值积分得到的 PCFGB 曲线,发现 9×9 MLA 均束器既能保证多个微透镜产生光束叠加的均匀性, 又最大程度地减少了衍射和多光束干涉效应。通过采取加正六边形光阑的方法,不仅能满足大面积无缝扫描光刻的需要, 而且能剪裁由衍射引起的光束边缘尖峰。由 ZEMAX 光学设计软件模拟其效果,显示其加工窗不大于±2%。

利用有限元法对金属球壳在恒定功率密度激光辐照下的热效应进行了数值计算,分析了在激光辐照过程中,金属球壳内外壁的 温升、温差的变化规律,并主要以铜、铝材料为例,比较了铜、铝球壳在激光辐照下的温度变化和外壁温度响应情况。 数值计算结果表明,激光辐照期间,在经过热响应的过渡过程后,金属球壳内、外壁的升温率几乎为常量,内外壁温差基本 保持恒定值;对于壁厚在 0.004~0.02 m 范围内的铜、铝球壳,激光辐照停止后,内外壁热平衡过程在几十ms到1 s的 时间内结束。

基于相干光通信原理设计一套实验装置以搭建零差相干光检测平台,选择NI 的高性能数据采集卡 PCI6111E, 利用 LabVIEW 虚拟仪器环境,在两台计算机上分别设计发送端和接收端控制软件,验证同步检测,最后进行数据采集和处理并显 示测量波形。实验表明,采用光同步方案结合 LabVIEW 软件控制,解决了发送端的声光调制器、电光调制器、接收端的数据采集和 基于压电陶瓷的相位调节器之间的同步过程,实现了相干光信息的发送调制和实时接收解调。

掺铒光纤 ASE 源是一种优良的宽带光源,受到人们广泛关注。实验研究了掺铒光纤 ASE 宽带光源单、双程结构后向 ASE 输出光谱 特性,当泵浦光中心波长为1480 nm时,分别考察了掺铒光纤长度、泵浦光功率对后向 ASE 输出平坦区间宽度和平坦度的影响。 通过对两种结构下后向 ASE 输出光谱的分析比较发现,双程结构在L波段长波长处,尤其是 1570~1620 nm波长范围,功率显著提升, 从而使得 ASE 光谱的平坦区间宽度增大,平坦度提高。所得实验结果将为掺铒光纤 ASE 宽带光源的研制提供依据。

在实心光子晶体光纤包层的空气柱中填充向列相液晶，选用液晶的折射率在所研究的温度和波长范围内小于光纤背景玻璃的折射率，形成全内反射型光子晶体光纤。采用空间填充基模折射率法求得填充液晶包层的有效折射率，用阶跃有效折射率模型研究了液晶填充光子晶体光纤的温度传感特性，并进行了数值计算。结果表明，液晶填充全内反射型光子晶体光纤的有效折射率和等效芯半径随温度升高而增大，在温度接近液晶相变点附近增大更快，二阶模截止波长随温度升高而减小，在温度接近液晶相变点附近减小更快。