与激光干涉测量技术相比，光纤白光干涉(WLI)测量术一个最大的优势是能够绝对测量静态的物理参数。综述了近年来国内外在光谱域光纤白光干涉测量技术领域所做的研究工作，重点阐述各种基于相位测量的光纤白光干涉测量法，包括干涉级次法、傅里叶变换相位法、傅里叶变换相对测量法、波长扫描测量法和相移测量法。其目的是为了解决光谱获取问题、测量分辨率问题和自动测量问题，实现光纤白光干涉测量技术的仪器化和工程化。

基于空心光纤构建微管生物传感器，进行了空心光纤的回音壁谐振模（WGM）理论分析，阐述了基于折射率变化检测的微管生物传感器工作原理。采用ZF13棱镜通过倏逝场耦合成功激发了微管的回音壁谐振模。利用不同浓度的乙醇水溶液初步展示了微管生物传感器回音壁谐振模谐振波长对折射率的敏感性，在1555.0 nm谐振波长处，当入射光角度为45°时，获得2.2 nm/RIU(RIU为折射率单元)的传感灵敏度，在入射光角度为36°时，获得21.2 nm/RIU的传感灵敏度。

普通单模光纤的布里渊散射光，其频移是温度或应变的函数，因此通过检测布里渊频移可得到沿光纤分布的温度或应变。长距离布里渊散射分布式光纤传感器有光时域分析和光时域反射计两种结构，虽然布里渊光时域反射计具有单端光信号处理的优点，但其传感长度受限于微弱的自发布里渊散射。而布里渊光时域分析采用的是较强的受激布里渊散射，更具有长距离传感能力。实现布里渊光时域分析的一个关键是产生传感所需的频移探测光。采用线宽小于1 MHz的光纤激光器作为单一光源，基于微波电光调制产生频移探测光，并采用正交偏振控制来抑制偏振相关信号衰弱。实现了50 km普通单模光纤的布里渊光时域分析，在10 m空间分辨率下达到约2 ℃的温度分辨率。

提出一种熊猫型的保偏光纤光栅耦合器，综合了光纤光栅优良的波长选择特性和光纤耦合器的多端口特点,最重要的是具有偏振保持能力，非常适用于全保偏光纤传感阵列系统的光分插复用。提出了熊猫保偏光纤光栅耦合器制作工艺流程，制作了三支熊猫保偏光纤光栅耦合器,测试发现在耦合区刻写光纤光栅对器件的偏振消光比没有产生明显的劣化影响。对器件进行了光分插复用实验，成功实现了1536.6 nm光的上行和下行，即光分插复用。

利用单个侧边抛磨光纤光栅传感器上形成的双布拉格反射峰，进行微量液体材料在光波长为1550 nm处的热光特性研究。通过测量得到传感器双反射峰波长差与覆盖聚合物材料折射率间的对应关系以及光纤传感器覆盖某待测液体时双反射峰波长差与温度的对应关系，对这两个对应关系进行分析，得到了美国Cargille Lab公司的三种聚合物液在光波长为1550 nm处的热光系数。该光纤传感器可用于分析折射率处于1.4198～1.4479液体材料的热光特性。

介绍了一种应用于分布式光纤拉曼温度传感器的温度补偿电路，该温度补偿电路通过对雪崩光电二极管的反偏电压进行温度补偿来抵消环境温度对雪崩光电二极管的影响，从而大大降低了系统的温度漂移。采用该温度补偿电路的系统可在0～60 ℃的环境温度范围内将温漂引起的测量偏差控制在±0.1 ℃之内。和传统的恒温装置相比，采用温度补偿电路可有效降低系统的功耗和成本。

提出了一种实时的可调谐光滤波器(TOF)非线性标定方法。基于可调谐光滤波器的输出特性构建了可调谐光滤波器非线性实时标定系统。采用最小二乘多项式拟合法建立了可调谐光滤波器波长电压响应曲线，用于描述光滤波器的非线性特性。采用带波长阻隔的F-P标准具测试了可调谐光滤波器的波长随机误差，结果表明采用参考波长值可使可调谐光滤波器波长随机误差降低37%～95%。将这种实时标定方法应用于气压传感系统，可明显提高传感器的波长定位精度，降低系统误差，实现高灵敏度气压传感。

基于倏逝波理论，设计了一种不受温度影响的衰荡腔探测系统，对碳纳米管和光纤的集成进行了探索性研究。利用碳纳米管物理吸附特性及高温解吸附特性，实现了对气体及易挥发溶剂的在线测量。利用移除包层的方法，根据倏逝波理论适当地选择移除包层的尺寸，避免了系统损耗过大，同时又增大了对外界折射率的灵敏度。利用偏振相关锁模激光器提供了2.5 ns，重复频率为400 kHz的短脉冲激光输入，实现了不受温度影响的高精度衰荡腔气体传感测量。

提出了一种新颖而又简单的参考光功率校准方法，该方法具有无需鉴频的优点。在每一个频率点处探测电光调制器输出总功率与预定参考光功率的偏差，将其作为反馈信号来控制该频率点对应的微波源输出功率，从而使输出参考光的功率得到校准。从理论上分析了该方法的可行性，并通过模拟和实验进行了验证。实验结果表明，对布里渊光时域反射仪中的参考光功率进行校准后，不同频率点参考光功率与预定功率的最大误差减小为未校准前的1/3。

拉曼散射分布式光纤传感器(DOFS)能有效地进行长距离温度检测，并具有抗电磁干扰强、系统结构简单和灵敏度高等优点。但其空间分辨率与检测信噪比(SNR)之间存在一定的矛盾，即在一定的光功率限制下，当增加光源脉冲宽度以提高检测信噪比时，系统的空间分辨率也会因此降低。采用Simplex编码(简称S编码)光外调制的方式来解决这一矛盾，通过理论分析和数值计算研究了S编码对拉曼散射分布式光纤传感器的作用。在实现编码光调制的分布式光纤传感器中，存在如何产生高功率编码调制光这一问题，难以应用一般的脉冲激光器或内调制。采用光源外调制加放大的方案，建立了基于S编码的4.7 km拉曼散射传感实验系统，初步实验结果验证了码长为7的S编码，对检测信号比有1.6倍左右的改善效果。

基于保偏光纤(PMF)偏振耦合原理设计了分布式保偏光纤应力传感系统。对一长为1050 m的保偏光纤进行了实验，确定了系统的测量灵敏度和空间分辨率。测试了耦合强度与应力大小的关系及温度对系统的影响。实验结果表明，该传感系统能检测大于1000 m的保偏光纤，测量灵敏度和空间分辨率随光纤长度的增加而逐渐衰减,温度低于100 ℃时，其波动对测量影响很小。从理论上分析了保偏光纤双折射色散对系统的影响。通过旋转半波片调节检偏器检偏角提高了系统测量灵敏度,通过优化检偏角，系统测量灵敏度为85 dB，最大空间分辨率为98 mm。

研究了采用非对称双侧曝光技术实现长周期光纤光栅(LPFG)的传感特性的调整方法。非对称热应力作用的理论分析结果表明，先后两次热应力作用的角度差的不同，将导致长周期光纤光栅谐振峰向长波或短波方向漂移。实验结果与理论分析结果一致，得出了长周期光纤光栅谐振波长漂移方向随方位角度差的变化规律。这一特性可用于谐振波长可调的长周期光纤光栅的制作，也可用于构造光纤传感应用系统。

设计了一种用于二维平面内的倾斜角测量的光纤布拉格光栅(FBG)传感器，采用4根光纤布拉格光栅，可用来测量平面内二维方向的倾斜角度，且无需附加温度补偿装置即可消除环境温度的影响。实验结果表明该设计具有高灵敏性和测量精度，其倾斜角度的准确度和精度非常好，大约可以达到0.009°的精度。此外，该倾斜传感器的准确度和精度还可通过增加设计中的悬垂重物质量，减小每对光纤之间的夹角来提高。如果进一步缩小该设计的整体结构大小，还可消除因空气扰动引起的4个光纤布拉格光栅温度不一致而引起的误差，减小环境温度对测量结果的影响。

对光纤布拉格光栅(FBG)阶梯型折射率分布进行傅里叶级数展开，分析了光纤中阶梯型折射率分布与正弦型折射率分布的关系, 从而证明了用阶梯型折射率分布近似正弦型折射率分布方法的合理性。利用Rouard方法，数值分析了腔长为亚微米量级的光纤法布里珀罗(F-P)腔级联的光谱特性。在光纤F-P腔双光束近似基础上，推导出光腔级联反射光强的近似表达式；定量分析了级联光腔个数不同时反射谱的特性。从光腔级联的角度，提出了一种简捷实用的光纤布拉格光栅的分析方法，阐述了光纤布拉格光栅机理及其成栅过程。

在光纤布拉格光栅法布里珀罗干涉式（FBG FPI）传感器的实验研究和工业应用中，其灵敏度一直受到广泛关注。在考虑光源线宽的情况下，推导出了其灵敏度的理论表达式，讨论了光源相干长度、法布里珀罗（F-P）腔腔长及光栅反射率对灵敏度的影响，指出腔长与光源相干长度比值越小，灵敏度越高；在腔长与光源相干长度比值一定时，存在一个最佳反射率使灵敏度达到最大。最后通过不同腔长的灵敏度对比实验和不同反射率的灵敏度对比实验，验证了理论仿真结果的正确性。

针对当前各种色散测量方法的不足，结合光子晶体光纤(PCF)易于产生超连续谱和白光干涉仪测量精度高的特点，设计并搭建了一套基于超连续谱马赫曾德尔白光干涉仪的色散测量系统，实现了光子晶体光纤的高精度和宽波段色散测量。利用该系统对一种纤芯直径约为5 μm，空气孔直径为3.54 μm，孔间距为5.52 μm的全内反射型光子晶体光纤的色散特性进行了测量，实验结果与数值计算的结果基本一致，零色散点相差小于50 nm，较好地验证了测量方法和实验系统的有效性。

报道了一台适用于分布式光纤传感的全光纤激光器。激光器基于主振荡功率放大(MOPA)技术，种子光源为半导体激光器，放大器为掺铒光纤放大器。实现了重复频率和脉冲宽度分别独立可调的激光输出，中心波长为1550 nm，光谱的3 dB带宽小于0.2 nm，获得的最高峰值功率为1.1 kW，输出的激光脉冲中放大自发辐射(ASE)功率分数的最大值低于10%。

可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS) 技术是近年来发展起来的一种新型光纤气体传感器技术，目前这种技术主要有3类方法：谐波幅度法，一、二次谐波幅度比值法，差分法。针对这3类方法的特点与不足进行综合分析，并在此基础上提出了谐波峰平比法（PAPR）。采用该方法设计的光纤甲烷气体传感器性能稳定，样机经相关机构检测后表明，传感器响应时间为10 s，在0～5×10-3的量程内，检测精度达满量程的5%，灵敏度为2×10-5。

在分析了光纤布拉格光栅(FBG)应变传感及索力测量机理的基础上，根据静力学原理对缆索索身、连接筒、锚固区应变分布进行了分析，提出了一种基于锚固区FBG应变传感的新型缆索索力测量技术,并根据FBG工作稳定性原则，对FBG植入锚固区的位置进行了优化。设计了缩比模型实验，通过将FBG植于3根钢丝几何中心，保证了FBG工作的稳定性。实验结果表明锚固区内FBG所测应变值仅为锚固外FBG所测应变值的62％，且锚固区内部FBG中心波长与拉力值之间呈较好线性关系。证明了锚头内应变逐渐减小理论的正确性及该索力测量方法的可行性。

报道了一种基于多模干涉理论的光纤折射率传感器，其传感器结构由两段单模光纤中嵌入一小段无包层多模光纤组成。研究了传感器的传输光谱与折射率的关系。实验结果表明，当外界折射率变化范围为1.336～1.372时，传感器获得灵敏度为5.4×10-5 RIU(RIU为折射率单元)。该传感器在生物化学测量中有比较好的应用前景。

抽运源功率漂移与放大自发辐射(ASE)噪声是导致超荧光光源(SFS)输出功率起伏的主要因素。为了实现SFS功率的稳恒输出，设计了一种新颖的数字模糊控制与模拟比例控制相结合的混合控制器。由于混合控制器对系统内的高频/低频噪声均能够有效抑制，因此SFS输出功率的稳定性得到显著提高。实验结果表明，SFS输出功率的短期稳定度达到±0.032% (±0.0014 dB)，长期稳定度达到±0.041%(±0.0018 dB)。

根据强度解调型光纤光栅法布里珀罗干涉仪(FBG-FPI)的应变传感原理，分析讨论了其光栅栅长、折射率调制深度、干涉仪腔长以及与换能器的结合方式等因素对传感器最大应变灵敏度的影响；同时对比分析了强度解调型FBG-FPI与单个光纤布拉格光栅(FBG)以及传统光纤法布里珀罗干涉仪的应变传感灵敏度差异。结果表明，强度解调型FBG-FPI应变传感器的理论可探测最小应变量达10-12量级。利用FBG-FPI粘贴压电陶瓷(PZT)提供的微小周期性应变实验证明，强度解调型FBG-FPI应变传感器具有对微弱交变应变信号的探测能力，并且在进行非线性修正后，该应变传感器还具有良好的线性响应特性。

对现有放大自发辐射(ASE)光源与掺铒光纤放大器(EDFA)增益平坦的方法做了分析和讨论，采用双芯光纤和光纤波分复用(WDM)耦合器组合的方法设计了一种新的增益平坦滤波器。由于双芯光纤的传输谱特性可以通过弯曲、扭转以及拉伸等方式调节，从而这种全光纤的增益平坦滤波器具有实现简便、可调谐性好等优点，平坦化后的出射光谱在1527.36～1561.04 nm的带宽内只有±0.5 dB的起伏。结果表明，采用双芯光纤与其他器件一同制作的滤波器，在光通信与光纤传感领域有较大的应用前景。

在失配光纤耦合器的一个光纤上写入布拉格光栅构成的光栅辅助耦合器，对光栅处于耦合区中的位置不敏感，性能稳定，具有非干涉型器件的优点。通过改进的熔融拉锥工艺，利用康宁SMF-28和光敏光纤制作了具有均匀耦合区的耦合器，使用波长为248 nm的紫外激光在均匀耦合区的光敏光纤上写入布拉格光栅，实验获得了最大反射率为15 dB,透射深度4 dB,带宽为0.1 nm的窄带光栅辅助耦合器，能够满足密集波分复用(DWDM)系统的需求；并详细地分析了耦合区非均匀性对下话路特性的影响；将制成的器件在10 Gb/s的光纤传输系统中进行下话路测试，比较背靠背眼图与使用光栅辅助耦合器下话路后的眼图，结果表明其具有很好的滤波性能。

光纤传感系统在应用于水声及地震波探测等场合时，其通道间相位一致性将影响波束形成的质量，进而影响探测目标的定位精度，因此研究传感系统的通道间相位一致性具有重要的意义。分析了影响基于相位产生载波(PGC)解调法和密集波分复用(DWDM)的多通道光纤激光传感系统通道间相位一致性的各种因素。理论计算结果表明,传感器波长差异对通道间相位差的影响可以忽略。两通道分布反馈式(DFB)光纤激光传感系统通道间相位一致性的实验测试结果表明,传感器波长差异不会对各通道解调结果的相位信息带来影响，当多通道DFB光纤激光传感系统各通道采用相同的参数设置时，各通道解调结果间具有很高的相位一致性，与理论分析结果相吻合。

通过对光纤光栅折射率调制进行傅里叶变换，推导出适用于非均匀栅格分布和调制深度的耦合模方程。从频谱分析的角度，提出一种适用于分析非均匀超长周期光纤光栅(ULPFG)的新方法，新方法指出非均匀超长周期光纤光栅可以等效为不同周期光栅效果的叠加。经数值模拟和实验刻制对照表明，这种基于频谱的分析方法在分析光栅栅格数、啁啾大小等因素对光纤光栅频谱的影响以及光谱中某一位置对应多个谐振峰的现象具有明显的优势。

基于传导冷却端面抽运板条激光放大器结构，设计矩形槽微通道水冷热沉作为放大器冷却系统，借助有限元分析(FEA)，对微通道热沉尺寸进行了优化，得出槽宽占空比为0.57时热沉冷却性能最好。结合分析结果，设计一槽宽0.4 mm，肋宽0.35 mm的微通道热沉进行实验验证，将实验与模拟结果进行对比拟合得到热沉传热系数与水流速的关系曲线。进一步模拟了激光板条在热沉作用下温度分布情况，得到在水流速很低的情况下板条冷却面具有很小热阻的结果。

采用大功率二极管侧面抽运Nd∶YAG晶体，在含望远系统的双棒串接四镜折叠腔结构下，利用双声光开关调Q及三硼酸锂(LBO)晶体内腔倍频的方式，通过谐振腔和倍频晶体参数优化设计，获得了重复频率为10 kHz，波长为659.5 nm，平均功率大于105 W的高功率红光激光输出，光光转换效率达6.6%。

在激光二极管端面连续抽运Nd:YAG激光器中，采用由射频磁控溅射技术和热处理制备的纳米Si镶嵌SiNx(nc-Si /SiNx)薄膜作为可饱和吸收体，实现了946 nm激光的被动调Q运转，同时采用三硼酸锂(LBO)晶体对946 nm光脉冲进行腔内倍频，获得了473 nm蓝光脉冲输出。当抽运功率为8.5 W时，输出的蓝光脉冲平均功率为120 mW，脉冲重复频率为23.8 kHz，脉冲宽度为45 ns，峰值功率为112 W，光光转换效率为1.41%。实验还研究了蓝光脉冲平均功率、脉冲重复频率和脉冲宽度随抽运功率的变化。理论分析认为，nc-Si/SiNx薄膜对946 nm激光的双光子饱和吸收导致了Nd:YAG 946 nm激光器的被动调Q运转。

采用数值方法分析研究强激光束在对流风作用下的热晕效应。湍流数值模拟采用雷诺平均及大涡模拟(RANS/LES)混合方法,即脱体涡方法，同时耦合J-B模型，而利用双时间步进行非定常问题迭代求解；光在流场和自由空间的传输计算采用波动光学方法，并根据远场光斑分布情况进行定性与定量分析。研究考察了0.1 MW功率、0.1 m口径的Gauss光束在1,5和10 m/s对流风作用下的热晕效应。结果表明,对流风作用下的热晕效应是非定常作用过程；对流风速度越低，激光热晕效应越强，其中1 m/s的热晕效应最强，其远场光斑畸变最严重；对流风速度越低，热晕效应非定常作用特性越明显，尤其1m/s的热晕效应在5 s观察时间内仍在发展变化，而5 m/s和10 m/s的热晕效应在3 s以后已趋于稳定。

为了设计适用于可见光波段的云母λ/2消色差复合波片，根据三元复合波片理论，利用模拟退火算法，设计出了消色差λ/2复合波片。理论结果表明,在400～700 nm范围，复合波片的相位延迟偏差在2%以内。根据光相位延迟量的归一化偏振调制测量法，选用4个激光光源对该复合波片进行测试。实验结果表明,在可见光范围，以平均等效快轴为基准，器件的相位延迟偏差在4.8%以内；分别以测试波长对应的等效快轴为基准，其相位延迟偏差在2.9%以内。用模拟退火算法设计的云母λ/2消色差复合波片在可见光范围内实现了较好的消色差效果，具有一定的实用价值。

提出并研究了一种应用于光纤载太赫兹波通信系统(ToF)中双级级联单边带(DSSB)调制的新方案。首先抑制载波双边带(DSB)调制产生太赫兹波；然后选择载波抑制DSB中的一个边带进行一级单边带(SSB)数据调制，在数据调制过程中再次采用基带SSB调制技术，由此产生DSSB调制。分析结果显示，对0.1 THz中频载波，数据速率为5 Gb/s的光载太赫兹信号进行100 km光纤传输，无色散补偿的误码率仅为1×10-11数量级，接收机灵敏度为-26.6 dBm。给出了单、双边带调制信号频率选择性衰落对比曲线图，有效地证明了DSB信号传输中色散衰落现象的存在以及SSB调制对于这种衰落现象的有效抑制，这些结论均证明新方案明显优于传统方案。

利用掺镱大模场面积光子晶体光纤飞秒激光放大器作为抽运源，在高非线性光子晶体光纤中产生了可见光波段增强的超连续光谱。光纤色散曲线经过特殊设计，使得红移孤子波与可见光波段蓝移色散波群速度匹配更好，在光纤中同时传输，并通过四波混频持续发生相互作用，提高了超连续光谱中的可见光成分。实验得到了3.95 W的高功率超连续输出，其中可见光波段占1.2 W。进一步数值模拟表明，增大光纤空气填充率和减小纤芯直径可以增强孤子波与色散波的互作用，使光谱的可见光成分得到进一步增强。

基于全矢量有限元法，在1550 nm波段对掺锗芯光子晶体光纤(PCF)与普通单模光纤(SMF)的熔接损耗进行了理论分析，指出模场失配是造成两者熔接损耗大的最主要因素；进而提取自制的光子晶体光纤实际截面数据，更准确地估计出由模场失配引入的熔接损耗。采用电弧放电熔接技术, 通过反复实验给出了一组优化的熔接参数，并根据自制的光子晶体光纤具有掺锗芯子而采用重焊操作使得包层孔适量缩塌，可以有效地减小两种光纤的模场失配进而降低了熔接损耗，实现了光子晶体光纤和普通单模光纤的低损耗熔接。

为实现人脸的快速高分辨率扫描成像，提出了一种三光带激光三维人脸扫描方法。该方法采用三条平行且等间隔的线结构光作为照明光源,通过对人脸进行扫描得到图像序列。根据相邻图像中光带的位置相关性对三条光带进行分组，通过标定矩阵得到人脸的三维点云。对点云拟合并二次采样后得到均匀数据。实验结果表明，该方法是一种快速有效的三维测量方法。

针对实际应用中激光主动成像图像的特点，提出了一种基于小波的非线性增强和多尺度形态学相结合的方法对激光主动成像图像进行边缘检测。从小波多分辨分析出发，区分噪声和图像的边缘细节，构造基于小波的非线性增强算法对图像的边缘细节适度增强。引入多尺度形态学对增强后的图像进行边缘提取，利用大尺度形态算子抑制噪声，小尺度形态算子提取目标边缘细节信息，获得了较清晰的图像边缘。实验结果表明，与传统的边缘检测方法相比，该方法能够检测到完整清晰的激光主动成像图像边缘，且抗噪性能良好。

数字全息术中，全息像的再现过程由于受激光散斑、系统噪声以及全息图边沿衍射等效应的影响，再现像质量降低，因而制约了其在相位测量中的应用。将切趾方法应用到数字全息相位测量中，用Hanning窗对全息图进行切趾处理，以抑制再现像中的边沿衍射效应及噪声的影响。模拟实验和实物实验结果表明，切趾方法能够很好地抑制边沿衍射效应以及噪声对再现物光波相位的影响，提高了相位测量的精度。

为了适应激光工程系统中光纤激光器和光纤器件的应用，设计研制了一种基于光纤器件超短脉冲测量的自相关仪。系统中利用了11偏振无关光纤分束器、光纤准直器、光纤偏振控制器、不同分束比的光纤耦合器和光纤隔离器等光纤元器件，以及光纤接口光谱仪。重点分析了光纤干涉仪中的光纤偏振效应、倍频器件的偏振要求和光纤准直器耦合效率等因素对自相关测量的影响，并给出了相应的解决方法。实验中对一个非线性偏振旋转光纤锁模激光器的输出脉冲宽度进行了测量，证实了光纤自相关仪的可行性。研究表明光纤自相关仪具有与光纤激光系统连接方便、结构简单、轻巧等诸多优点。

介绍了一种基于增益调制测距原理的成像激光雷达，并分析了其在散粒噪声受限时的测距精度。根据该精度模型，针对机载应用提出了对雷达测得的距离图像序列进行配准叠加以提高测距精度的方法。由于各帧图像的距离精度不同，在配准前进行权重处理使精度较高的图像像素获得较大的权重，然后利用插值相位相关法进行精确配准。对于配准后的图像，利用加权叠加使相加后的距离图像误差最小。理论分析表明，该方法能有效整合不同帧探测到的信号，使n帧距离图像配准叠加后的测距误差降低为单帧的1/n。仿真和实验验证了该方法的有效性。

未知三维物体模型自动重建是机器视觉领域中经典研究课题之一，目前被广泛应用于工业检测、机器人定位与导航、逆向工程和文物修复等方面。首先确定出单目线激光视觉测量系统的可视区域，由此获得未知模型极限可视表面。通过将两者相结合，提出面向未知三维模型自动重建的新方法。依据初始视点下所获模型表面信息，构造未知空间的极限面模型。然后以极限面来预测未知对象的最大表面延拓信息，结合系统可视区域确定下一视点的可视性判据，给出预测曲面的可视旋转和平移区间，并将可视区间内能获取最大曲面面积的位置定为下一个最优视点的位置。通过对实体模型的自动重构，验证了方法的可行性及有效性。

采用小光斑激光预处理扫描SiO2单层膜，利用激光损伤阈值的光斑效应对预处理前后SiO2单层膜中缺陷的影响进行分析，并引入缺陷阈值和缺陷密度来表征薄膜中引起损伤的缺陷。研究表明，激光预处理可以使SiO2单层膜在采用最大光斑条件下的损伤阈值提高1.6倍左右，并且激光预处理可清除薄膜中低阈值的缺陷。

基于有限元软件ABAQUS建立了激光弯曲陶瓷基片的三维分析模型，对激光弯曲成形Al2O3陶瓷片进行了数值模拟；分析了激光弯曲陶瓷片的成形机理，研究了激光扫描过程中温度场、应力应变场和位移场的变化情况；对不同厚度试样的模拟结果进行对比，研究试样厚度对激光弯曲成形过程中的各场变量的变化，随着试样厚度的增加下表面温度可能达不到陶瓷材料的塑性转变点，残余拉应力水平明显增加。根据温度场和应力应变场的分析，得出最佳试样厚度范围为0.18～0.31 mm。

为了探讨在成形过程中沉积层结构对粉末流场的影响规律，应用气固两相流理论研究了沉积层在不断变化过程中对粉末流场浓度分布规律及粉末流汇聚焦距的变化规律，采用FLUENT软件中的离散相模型计算了粉末流场分布。计算结果表明，同轴送粉喷嘴(CPFN)的粉末汇聚浓度在径向近似服从高斯分布，与自由射流相比粉末汇聚焦点上移，粉末汇集焦距从5 mm减少到4.6 mm，上移量为0.4 mm。在沉积层宽度一定时，随沉积层高度增大，粉末汇聚点处的浓度变小，汇聚点稍微下移，汇聚特性基本不变；在沉积层高度一定时，随沉积层宽度增大，汇聚点处浓度值增大，汇聚焦点略微上移，粉末汇聚性较好。并对不同高度及宽度的沉积层进行单层沉积试验，试验结果与计算结果基本一致。说明在开环控制下制造壁厚不均且高度逐渐变化的金属零件时，由于制件结构变化而造成粉末流场变化，进而会促使沉积层高度增长的不均匀性，降低制造零件的表面成形质量。

针对空间曲面上的激光三维(3D)切割轨迹，提出了一种高效、快速的刀位点离散方法。根据空间轨迹曲线起始点的曲率，按照精度要求可以确定所选曲率圆的初始角度，从而根据几何知识即可确定初始步长。以初始步长为半径建立参考球，并将其与轨迹曲线求交即可获得初始刀位点。为了对刀位点进行优化以提高曲线离散的效率，通过比较弦高差采用二分法进行动态调整参考球半径，在满足精度要求下依次获得优化后的待加工轨迹刀位点。由此开发了激光三维切割自动编程软件，实现了轨迹提取，曲线快速离散以及刀位点法矢获得等功能，可用于激光三维切割加工。

建立了等离子体微滴的两结果微滴及四结果微滴雾化模型。对比分析了两种模型下的微滴雾化过程，讨论了各自适用的情况。研究了微滴初始参量对微滴雾化过程的影响，分析了在材料激光损伤研究中，如何控制等离子体爆炸现象。该研究对材料激光损伤问题的探索，尤其是在认识和控制等离子体爆炸所造成的影响方面具有一定的价值。

探讨激光心肌血运重建术(TMLR)联合血管内皮祖细胞(EPCs)移植治疗缺血性心脏病。将18只杂种犬成功建立急性心肌梗塞(AMI)动物模型后随机分为对照组，TMLR组和TMLR+EPCs组，每组6只。TMLR组：AMI后针对缺血区心肌进行激光打孔。TMLR+EPCs组：TMLR术后将EPCs与藻酸钙载体复合物移植入缺血区心肌激光孔道内。术后4周评价心功能和检测缺血区心肌组织新生血管状况。 结果表明，TMLR+EPCs组心肌局部收缩力明显高于对照组和TMLR组，心功能明显改善。TMLR+EPCs组激光孔道内有新生血管样结构生长，而TMLR组激光孔道内形成纤维化瘢痕。TMLR+EPCs组较TMLR组激光孔道周围新生血管计数明显增多，并且两组均较对照组明显增多。TMLR联合EPCs及载体复合物移植促进缺血心肌新生血管形成，增加心肌局部收缩力，改善心功能。

介绍了基于双平板剪切干涉的阵列光镊系统的基本原理以及采用微流控芯片制备技术制作阵列光镊样品池的方法，并通过实验验证了阵列光镊系统可以有效实现颗粒捕获和移动的功能。双平板剪切干涉法利用多光束干涉原理，可实现高亮度、边缘清晰的明暗条纹，确保捕获颗粒所需的光学梯度力；条纹的周期易于调节，具有较大的灵活性。采用基于化学刻蚀法的玻璃微流控芯片制作方法具有较好的光学性能、力学性能和电绝缘性，且玻璃芯片对蛋白的吸附较小，适合细胞以及蛋白质等生物大分子的实验。阵列光镊与微流控芯片分析技术结合，可发挥样品用量少、效率高等优点，有望成为微纳尺度分析技术中的重要手段。