采用飞秒激光扫描P型单晶硅衬底上的碲单质膜层，实现了碲元素在硅中的N型掺杂，随后利用准分子激光对掺杂样品进行退火处理，制备了碲掺杂硅单晶材料。利用该材料研制出了在室温下具有高响应的碲掺杂硅探测器。在-4 V的反向偏压下，光电响应在1000 nm处达到0.86 A/W，外量子效率大于106.6%；随着反向偏压的增加，光电响应增加，同时截止波长向红外方向拓展，在-8 V偏压下，截止波长达到了1235 nm；在-16 V偏压下，测得响应在1080 nm处最高达到3.27 A/W。

Nd∶YAG激光回馈干涉仪已实现仪器化，但在实际应用中仍然存在不足。测量了Nd∶YAG微片激光器的基本参数，设计了红光指示装置、准直扩束装置和空气折射率补偿系统，完成了指示1064 nm的不可见光的同时实现了量程提高和波长补偿，得到了使用更方便、量程更大、应用范围更广、测量精度更高的实用Nd∶YAG激光回馈干涉仪。

提出了光延时反馈空间耦合半导体激光系统，研究空间耦合两激光器在光延时反馈条件下混沌的振荡频率增强与控制，给出了稳定频率失谐公式。研究表明：当单激光延时反馈时，在高水平反馈条件下，随着反馈水平的进一步增加，一个激光器混沌振荡频率增强效果明显，可达到3.57倍，另一个激光器混沌振荡频率增强可达到2.86倍；对于混沌控制窗口，即在低水平反馈条件下，两激光器可被控制到单周期、双周期、三周期等。当双激光器都有光反馈时，随着反馈程度的增加，两激光器混沌振荡频率可被进一步增强且可分别达到3倍和2.58倍以上；双激光器光反馈控制混沌的一个窗口也被发现，即在弱光反馈条件下，两激光器可被控制到单周期、双周期、三周期等。对于单个激光器光反馈系统以及双激光反馈系统从单周期模式锁定到类周期再进入混沌增频的发展路径等也给出了详细阐述。

采用电极放电高温熔融沾有一定浓度硝酸铒溶液的石英单锥细纤，熔融状态二氧化硅在自身表面张力作用下形成表面光滑的微球，进而实现了掺Er3+微球的制备。利用掺Er3+二氧化硅微球谐振器与双锥光纤的倏逝波近场耦合，把976 nm单模激光耦合入微球的高功率密度回音壁模式(WGM)进而抽运激发掺入微球表面的Er3+，能级跃迁产生位于光纤通信中C+L波段的下转换发光光谱，并在1555 nm和1600 nm附近测得了单纵模和多纵模激光。实验测试微球直径为70～150 μm不等，所用硝酸铒溶液浓度为10-5～10-4 mol/mL。这种微球制备及稀土掺杂方法简单易行，重复性好，也便于稀土掺杂材料发光的研究。

用延迟自外差法分析了调频激光器的光谱线型。从理论上给出了调频激光器的线型表达式，理论结果表明，用延迟自外差法测得的调频激光器的线型是与调制函数及测试系统有关的传递函数和激光器自然线型的卷积。根据所获得的调频激光器线型表达式，分析了线型和激光器调制频率以及延迟光纤长度的关系。实验对理论分析进行了验证。

研究了光滑表面和不同粒径铜粉烧结的多孔表面上，以液氨为工质的喷雾相变冷却的传热特性。研究发现在相同工况下，由于多孔结构的毛细作用和潜在的有效汽化核心数强化了多孔表面的换热性能，多孔表面的换热性能远高于光滑表面。随着烧结铜粉粒径的减小，在核态沸腾区的换热效果增强；对于烧结粒径为28 μm和49 μm的多孔表面，在流量为0.0133 m3 /(m2·s)，热流密度为367 W/cm2时，换热系数分别高达100612 W/(m2·K)和96464 W/(m2·K)；当流量从0.0133 m3/(m2·s)提高到0.0181 m3/(m2·s)时，维持其他实验工况不变，多孔表面的核态沸腾延长，并且推迟临界热流(CHF)密度出现；在热流密度达367 W/cm2时，0.0181 m3/(m2·s)流量下的换热系数达到147503 W/(m2·K)，换热系数相对于0.0133 m3/(m2·s)时提高了约47%。

随机分布反馈光纤激光器(RDF-FL)作为一种基于分布式瑞利散射和拉曼放大效应的新型光源，具有结构简单、方向性好、传输距离长等特点，因而在光纤传感及光纤通信等领域有着广泛的应用前景。但由于形成反馈的瑞利散射较弱，其激射阈值很高。研究了两种降低光纤随机激光阈值的方法，即单边光纤布拉格光栅(FBG)线形腔法和超长环形腔法。在此基础上，从理论和实验上对随机激光的输入输出及频谱特性进行了详细分析与探讨。结果表明，单边FBG线形腔与超长环形腔结构分别将一阶随机激光阈值降低到0.8 W和1.0 W。研究有助于对随机激光机理的深入认识以及新型光纤随机激光器的设计。

报道了一种输出波长在1270 nm的混合级联掺磷拉曼激光器。该激光器分别利用掺磷光纤中频移为1330 cm-1和197 cm-1的拉曼散射，使1064 nm激光两次频移，实现了1270 nm激光输出。对1270 nm的二级拉曼光设计了对称和非对称两种腔结构，并进行了对比实验。结果表明，非对称结构可有效地避免腔内激光从高反端的泄漏，降低激光阈值，提高激光器转换效率。非对称结构激光器的振荡阈值为3.70 W，抽运功率为8.66 W时，激光器最大输出总功率为2.38 W，从1064 nm到1270 nm的激光转换效率为22%。

报道了一个内腔式连续波、单谐振1.9 μm和2.4 μm双波长激光输出的光参量振荡器(OPO)。实验采用单管半导体激光二极管(LD)抽运掺钕钒酸钇(NdYVO4)晶体，腔内抽运掺氧化镁的周期性极化铌酸锂(PPMgLN)晶体，得到1.9 μm和2.4 μm双波长连续激光输出。在室温下，当LD功率为5.5 W时，同时获得了750 mW、1.9 μm波长的信号光和370 mW、2.4 μm波长的闲频光输出，光光转换效率分别为13.6%和6.7%，总的转换效率达到了20%以上。测试5 h，功率不稳定性小于1.8%。另外还对不同长度的PPMgLN晶体进行了阈值和转换效率的特性分析。通过输出波长稳定性测试发现，对晶体的温度进行更好地控制，可以改善波长漂移的现象。

报道了通过激光二极管(LD)单端抽运Nd∶YVO4晶体的三级功率放大系统，获得稳定的平均功率21 W以上的1064 nm皮秒激光输出。当重复频率为56 MHz、平均功率为4 W的皮秒种子脉冲注入时，经过三级功率放大，最高功率达26 W，光光转换效率达25%。皮秒单脉冲宽度为17 ps，连续1 h内的功率不稳定性小于2%，光束质量M2为1.5。采用RbTiOPO4(RTP)电光开关作为打标开关，实现主从脉冲比达2101以上，可以满足打标机的需要。

生物氧化铝陶瓷与聚合物材料的力学性能、化学性能和热学性能差异很大，因而要实现生物陶瓷与聚合物的高强度连接是非常困难的。在生物氧化铝陶瓷上进行镀钛处理，利用半导体激光器对镀钛氧化铝陶瓷与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)进行激光透射连接试验，解决了生物陶瓷与聚合物的连接问题。针对激光功率及扫描速度对激光透射连接的接头强度与焊缝宽度的影响进行了研究。通过拉伸试验得到镀钛氧化铝陶瓷与PET之间的连接强度，并使用体视显微镜观测连接接头形貌及焊缝宽度。采用单因素工艺分析法，得到了激光透射连接的工艺参数窗口，为激光透射连接过程提供合理的工艺参数范围。

为了研究激光冲击处理对AZ31B镁合金冲击韧性的影响，采用波长为1064 nm，脉冲宽度为15 ns，脉冲能量为10 J，光斑直径为3 mm的钕玻璃脉冲激光对变形镁合金AZ31B试样表面进行冲击处理。利用透射电子显微镜(TEM)观测激光冲击试样的微观结构，利用X-350A型X射线应力仪测定试样表面残余应力，利用JB-300B型冲击试验机测定试样冲击功的大小，利用扫描电子显微镜(SEM)观测夏比冲击试样断口。实验结果表明：根据优化的工艺参数，激光冲击处理能在AZ31B镁合金上制备出纳米结构表层，表面晶粒尺寸大约为20 nm；激光冲击处理改变了试样表面的应力状态，由残余拉应力17 MPa转变为残余压应力-125 MPa；激光冲击之后AZ31B镁合金试样的平均冲击功由5.4 J增大到9.2 J，提高了70.4%。AZ31B镁合金激光冲击试样冲击韧性提高的机理是表面纳米化及残余压应力共同作用的结果。

采用连续Nd:YAG激光对Fe-Ni(质量分数为36%)合金进行单道扫描实验。借助金相显微镜观察焊缝截面形貌的几何特征。分析工艺参数(激光功率、扫描速度、离焦量、焊接角度以及热输入量)变化对焊缝截面几何特征的影响。结果表明：较大的负离焦量将导致大负余高的出现，减薄材料，不利于激光自熔焊；在离焦量不变的情况下，激光功率的提高较之减小扫描速度更有助于增大熔深；在使用热输入量(功率/扫描速度)作为复合表征量分析焊缝形貌时，应考虑上述激光功率与扫描速度之间的关系带来的影响。

采用NdYAG脉冲激光器对硅与玻璃进行激光透射连接实验。阐述了激光透射连接硅与玻璃的连接机理。采用旋转中心复合设计进行实验规划，使用响应曲面法(RSM)建立了激光透射连接工艺参数与剪切强度、熔池宽度的数学模型，进行了方差分析、实验模型的验证，讨论了激光透射连接工艺参数对剪切强度、熔池宽度的交互影响趋势，运用满意度函数对工艺参数进行优化，并对优化结果进行验证。结果表明，所建立的模型能够较好地反映各响应与工艺参数之间的关系，优化的预测结果与验证实验的结果较为吻合，对提高连接质量和降低生产成本具有很好的指导意义。

以商用纯锆为基材，采用激光立体成形技术分别沉积了单层和多层Zr55Al10Ni5Cu30非晶合金，并对沉积层及其基体界面区域的成分和组织结构进行了分析。结果表明，沉积层主要由非晶构成，晶化程度随着沉积层数的增加无显著增加；沉积层的晶化主要存在于每一层的热影响区，近层间和道间搭接部分晶化最为严重，并且层间的晶化比道间的更显著；沉积层与基体的结合方式为冶金结合，在基体和沉积层间存在一薄层过渡区，其最大厚度仅为35 μm，基体的成分稀释主要发生在此过渡区，并在过渡区出现了局部外延枝晶生长。

针对激光离散熔凝后的CL60材料磨损后的形貌问题，使用MM-P2摩擦磨损试验机对NdYAG激光离散熔凝后的圆环试样进行磨损试验，使用micro XAM三维白光干涉表面形貌仪对磨损试验前后的试样表面进行测量。使用金相显微镜和扫描电镜研究磨损试验后的试样金相。结果表明，经过激光离散熔凝的点硬度高，在磨损过程中形成凸起；熔凝点可以有效阻止试样表面塑性变形的积累，提高材料整体的抗塑性变形能力，减小试样表面由于塑性变形而产生的层片状剥落，表现出较高的耐磨性；不同螺距点距的熔凝点分布可以形成不同的磨损后表面形貌。

目前灰铸铁表面缺陷的激光热修复成为铸件装备循环再制造的重要途径，针对该修复过程建立可靠的数值模型，在热源表达和边界条件等方面对模型进行细化，经实验验证达到了较高的求解精度。计算结果表明，二次修复是在预热状态下进行的，与单层修复相比，多层修复能够更好地控制温度循环曲线；随着基体表面材料的熔凝循环，长、宽方向先压缩后拉伸，修复阶段以压应力为主，厚度方向则承受交变的拉压应力循环并以受拉为主，U槽底部应力较侧面更为集中。

从长周期光纤光栅(LPFG)透射光谱和光纤布拉格光栅(FBG)解调原理角度，详细研究了LPFG透射光谱的边缘滤波特性，提出了一种基于双长周期光纤光栅边缘滤波的FBG解调方案，使其在具有对被测参量变化高度灵敏性特点的同时，对温度、湿度等环境参量具有较好的自补偿性能，并对该方案进行了温度、振动信号监测验证。通过理论和实验验证，该解调方法对静、动态信号具有较好的响应特性，其动态信号的响应带宽约为3 kHz，在580，1000，2500 Hz的激励频率下，该系统具有较好的响应度和精确度，符合结构健康监测领域对FBG解调的要求，具有广泛的应用前景。

提出一种基于超低折射率如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为衬底的大角度偏振无关蜂窝状空气孔型的二维硅基光子晶体宽带滤波器。结合色散关系和严格耦合波理论确定宽带工作区，分析了入射光垂直入射时硅膜厚度及空气孔径对器件性能的影响，得出适合于1.55 μm通信波长的一组优化参数，讨论了非垂直入射及偏振对器件性能的影响。结果表明，垂直入射时，可以得到透射率大于98%、110 nm以上的带宽；非垂直入射时，两偏振的共振带宽将随角度增加而减小，在入射角为18°时，透射率大于98%的共同带宽还能覆盖光通信的整个C波段(1525~1560 nm)。

设计了一种基于数字信号处理机(DSP)的高速高可靠性水下光通信收发系统,并分析了调制时序和信号处理过程。在收发机中，DSP完成待发送信息的里德所罗门码编码和接收信息的滤波、门限判决、解调解码，现场可编程门阵列(FPGA)完成编码后信息的脉冲位置调制(PPM)。针对激光脉冲水下传输后脉宽展宽小于100 ns，激光重复频率偏离均值小于15%的情况，讨论了不同伽罗华域和PPM信息发送速率的关系；分析了收发机的各环节信号处理速度和各接口通信速度。结果表明，收发系统能够实现全双工的实时通信，通信速率可达73 kbit/s，可用于实时传输语音和图像等多媒体信息。最后利用Matlab对激光脉冲在Ⅱ类水质中传输100 m后到的激光脉冲形状进行了仿真，同时对FPGA发送的一帧数据的电平时序以及模数转换器(ADC)采样得到的一帧数据的采样序列进行了模拟。设计的收发系统为今后水下光通信系统的设计与实现提供了一定的参考。

基于连续变量量子密钥分发系统，提出了一种自发同步的方案。这种方案能有效地克服连续变量量子在光通信过程中受到环境因素的影响，实现连续变量量子密钥分发端和接收端系统之间的同步。从理论上介绍了这种同步方案的机制，并在连续变量量子密钥分发系统上对这种同步方案的可行性进行了验证。在实验所得数据的基础上分析了这种同步方案所需时间和成功率等关键性能指标。

理论模拟并实验制作了一种基于波长调制的高灵敏度的锥型光纤探头表面等离子体共振传感器。理论上研究了锥型探头的锥度比(TR)与传感器灵敏度和检测精度的关系，结果表明，随着锥度比的增加，传感器灵敏度上升，精确度下降。综合考虑这两个指标，当TR在1.2至1.8之间时，传感器有较高的性能。在理论设计的基础上，实验制作了锥型探头，并且搭建了实验系统，实验结果显示，传感器灵敏度达到3.94 μm/RIU(RIU表示折射率单位)，与理论模拟值(3.90 μm/RIU)符合得很好。

为了进一步探讨大模场光纤激光的模式控制方法，需要研究大模场光纤的弯曲特性。从亥姆霍兹方程出发，通过对比直光纤和弯曲光纤的模场分布，确定大模场光纤直弯过渡中的模场演变方式。应用模场的叠加和激发理论，推导得到光纤直弯过渡中的模场耦合效率公式。应用耦合公式和有限元方法，计算了阶跃折射率分布的大模场光纤在直弯过渡中的模场耦合效率。结果表明：在光纤的直弯过渡中，存在模式的自耦合和互耦合过程，耦合程度随着弯曲程度和模场阶次的变化而变化，其中基模的耦合效率始终最大，高阶模的耦合损耗大于低阶模。光纤的直弯过渡以总能量的损耗为代价换取对高阶模的有效抑制。

基于平行波导横向耦合理论，研究了矩形气孔阵列的双芯光子晶体光纤的耦合特性，并数值计算了光纤的结构参量对耦合特性的影响。计算结果表明，在1.55 μm波长处，增大竖直方向气孔间距或缩小横向气孔间距并减小气孔半径都有利于减小光纤的耦合长度，耦合长度差也相应减小。在此基础上设计了一种基于矩形晶格结构具有耦合长度极短(125 μm)、分离比较高(38 dB)的偏振分束器。

为了提高黄光激光器的信噪比，采用Ta2O5和SiO2作为高低折射率材料，通过电子枪蒸发及离子辅助沉积技术，利用制备的589、1064、1178、1342 nm波长处分别有特定透射率的干涉截止滤光片对无用光信号进行过滤。在实际镀制过程中，由于沉积工艺条件不同，导致材料折射率的不稳定。另外监控方法易引起误差.通过调整优化工艺参数并调整膜系，有效控制膜厚监控精度，提高了对应波长的光学性能。经过高温、潮湿等恶劣环境测试，该滤光片满足黄光激光器的使用要求。

激光诱发前向转印技术，作为一种微加工手段，具有制备微小结构的能力，目前已经成为微细加工领域的研究热点。通过改变高斯分布激光脉冲功率密度，进行了Cu薄膜在石英玻璃表面的转印实验，并对转印沉积薄膜进行了光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)表面氧化状态分析，探讨了激光脉冲功率密度与沉积薄膜的尺寸、特殊形貌以及薄膜厚度均匀性的关系，并在此基础上研究了激光转印Cu薄膜的机理。结果表明，当激光平均脉冲功率密度达到1×105 W/cm2时，Cu薄膜的转印才可以发生。随着激光脉冲功率密度的增加，转印Cu薄膜尺寸增加，并由薄膜转变为圆环形，最终尺寸达到一定值。激光转印薄膜表层10 nm以下，基本上没有氧化发生。薄膜附着在基板上，连接紧密，并未观察到明显的扩散迹象。

傅里叶变换法分析薄膜掠入射X射线反射率曲线是获得膜层厚度、界面粗糙度等重要结构信息的分析方法之一。在傅里叶变换分析中，窗函数的选择对变换结果有重要的作用。通过对比分析“矩形窗”傅里叶变换(FFT)和“小波窗”傅里叶变换(WFFT)，发现WFFT有效抑制了FFT自相关函数出现的大量干扰峰，这对于分辨真假峰和邻近两个峰值具有重要的意义。此外，研究发现FFT和WFFT的膜层厚度分辨误差随着信号截取长度的增加呈非周期性振荡，该振荡变化与反射率曲线振荡有关，在布拉格衍射峰谷附近截断信号会得到较好的厚度分辨结果。对实验制备的单层Ni和四层Si/Ti/Ni/Ti薄膜进行了FFT和WFFT分析，验证上述结论，为分析非传统周期薄膜提供一种精确表征的方法。

利用射频磁控溅射结合水热生长两步法制备了均匀致密分布的ZnO纳米晶薄膜，并利用碳纳米管阵列场发射阴极测试了其场电子激励下的发光特性。结果表明，在电子束流激励下，ZnO纳米晶薄膜的光谱具有两个发射峰，其中黄绿峰属于缺陷发光而紫外峰来源于ZnO的内在激子，且随电子束流密度的增大紫外峰发光强度增长明显。另外，还发现ZnO纳米晶薄膜相对于常规ZnO薄膜的光谱有一定程度的红移，近紫外峰已移至紫光波段。

角膜轮廓测量在眼科学上有重要意义，但角膜的高通光率增加了其测量难度。根据角膜生物特性，结合无衍射栅型结构光条纹投影测量的优点，通过对角膜表面涂覆荧光素的方法实现角膜表面轮廓测量。介绍了无衍射栅型结构光条纹投影系统测量模型，角膜表面轮廓测量实验设计。搭建测量平台对涂有荧光素的兔眼角膜进行了测量，并观察了眼压升高引起兔眼角膜的变形现象。实验结果表明，利用无衍射栅型结构光投影可以实现角膜表面轮廓测量，验证了通过测量角膜表面轮廓曲率半径变化实现眼内压力非接触测量的可行性。

基于ZYGO干涉仪实测干涉图，利用二维快速傅里叶变换(FFT)法进行相位提取，并与相移干涉相位测量结果进行比对，对影响FFT法相位提取精度的边缘误差、窗函数、滤波器设计、干涉图延拓以及载波条纹数等因素进行了综合分析。结果表明直接二维FFT法干涉图边缘0.05R环形区域的相位提取误差最大，且决定了全局误差的大小。窗函数对边缘误差改善不明显，优化滤波器设计对边缘误差有一定改善。干涉图延拓能有效减小边缘误差，对于连续光学面检测而言是提高二维FFT法相位提取精度的最佳方法。干涉图载波频率为干涉图空间分辨率的1/13~1/3时均能得到较准确的测量结果，相位提取误差峰谷值(PV)可优于λ/20；载波频率越高，细节分辨能力越强。

在激光位移传感器中引入位置敏感探测器(PSD)可在狭小空间内实现测量，但易受外界因素影响使得输出信号中包含大量噪声，严重影响PSD位置检测精度。为在此测量环境下有效提取PSD位置信号，提出一种利用小波阈值去噪技术提高基于PSD的激光位移传感器检测精度的方法。该方法在离散小波变换的基础上，将PSD的原始测量信号进行多尺度小波分解，通过软阈值量化处理含噪声的小波系数后重构测量信号。实验中通过选择不同的基小波、变化分解尺度以及控制信号采样数量等过程评价小波去噪的效果，最终证实：选取合适的小波去噪组合算法可使去噪后信号不仅保持原始测量平均值，且标准差减小至2 μm以下，能显著提高传感器位置检测精度，缩短测量时间。

改变了用中心有孔的环形光电元件接收前向散射光的传统做法，选择采用高灵敏度、低噪声、高分辨率带冷却的CCD采集散射光。采用光导纤维使透射光导出光轴，从CCD采集到的图像得到光强随散射角变化的分布曲线，用米氏散射程序反算出粒径分布；采用CCD为接收设备提高了测量系统的灵敏度和角度分辨率，使测量稀薄液雾或悬浊液的粒径分布成为可能。尽管激光散射粒径测量方法从测量原理上看更加准确，但此测量技术不是利用颗粒的放大成像确定粒径，不直观，通常需要验证激光粒径测量结果的准确性，常采用经其他光学方法测量过的标准粒子验证。提出了一种非光学的准确性验证方法，即利用单分散液滴串发生器产生的大小可控的等直径、等间距液滴串来验证小角弹性光散射粒径测量系统的准确性。

激光测距是空间飞行器轨道测定精度最高的一种技术。传统激光测距是测量激光信号的往返传输时间实现空间飞行器距离和轨道的测定。对于超月球距离的空间飞行器，该测量方式已不适用，必须采用单向激光传输，激光能量随距离平方衰减，其作用范围可超过月球达到行星际空间，这将是行星际激光测距的重要测量方式。利用地面激光测距系统，对一颗载有光子探测器和时间计时器的同步轨道卫星成功进行了单向激光测距实验，并与该卫星激光往返传输所测量的卫星距离进行了比较和分析，验证了单向激光测距的可行性。该测量实验为进一步研究单向激光测距技术及我国行星际空间飞行器激光测量终端系统设计提供了一定的参考。

在激光惯性约束聚变(ICF)受激散射光能量信号的检测中，背景噪声的存在严重影响了有用信息的提取。针对该问题，设计了一种新型的可变参数放大滤波电路(VPAFC)，并在降噪源分离(DSS)技术的基础上提出了一种信号降噪方法。采用硬件程控放大、带宽可调滤波以及软件降噪处理相结合的方式，既实现了微弱信号的增益可调放大，又有效抑制了有用信号频带外的噪声和频带内的结构化噪声。为测试所设计电路及噪声抑制算法的有效性，构建了微弱光能量信号检测装置和相关的数据采集系统。实验结果表明，该检测方法不但能程控放大微弱信号，而且当信号低至2 μV时仍能在输出端使信噪比保持在不低于40 dB的水平。

提出了一种集相关法距离测量和可视化故障查找于一体的光纤故障定位方法。利用外光反馈红光半导体激光器产生的宽带红光混沌作为探测信号，通过对故障点反射的回波信号与参考信号进行互相关处理实现光纤故障的距离测量；结合故障位置因探测红光泄漏而具有的可视性，实现了单、多故障点的可测可视化定位。结果表明，该方法可初步实现分辨率为3.9 cm、与动态范围无关、测量范围约为500 m的故障事件可测可视化定位。

机械刻划法是制作平面光栅的重要方法之一。深入分析了机械刻划光栅的等间距刻线弯曲和刻线位置误差对平面光栅分辨本领和杂散光等光谱性能的影响，对改善光栅质量和提高应用水平有重要的意义。根据费马原理，建立了单色平行光入射、含有刻线弯曲和刻线位置误差的平面光栅在焦平面上成像的光线追迹数学模型，研究了上述两种刻线误差对光栅光谱性能的影响。结果表明，刻线弯曲和刻线位置误差分别主要影响光栅弧矢和子午方向光谱性能，刻线弯曲对光栅分辨本领和杂散光影响较小。据此对光栅刻划机刻划系统进行了修正。修正后的刻划系统产生的刻线位置误差的统计平均值降低至原有幅值的一半以下，从而有效抑制了光栅杂散光。

基于纯相位空间光调制器的计算全息显示系统的大尺寸再现，可从理论算法和实验光路两方面实现。在分析了计算全息成像原理的基础上，提出了利用傅里叶变换的相似性定理扩大再现像尺寸的方法，从理论上实现了再现物体频域到空域的可调节再现像尺寸的计算全息再现，并搭建了基于空间光调制器的实验平台，验证了再现像尺寸在原基础上扩大2.7倍后亦可清晰再现。在此基础上，利用相移原理，一定程度上实现了中央零级光斑的抑制。实验结果表明，该理论可有效实现计算全息再现像的放大，并在相移原理的辅助下得到不受中央零级影响的清晰再现像。

以强度起伏Gamma-Gamma分布模型为基础，研究月球激光测距自适应光学系统的回波统计性质。建立了包含整个测距光束传播过程的光场强度或回波光子数涨落的完全统计描述即概率密度函数的具体表达式。以此为基础，计算了一般条件和场景下激光测月的回波光子数平均值、起伏方差、概率密度函数、累积概率函数等一系列统计量，从而获得系统性能改善的基本的定量估计。

分布式可重构卫星是一种新型的“模块化”航天器体系结构，各模块航天器可以独立制造及发射，通过空间激光能量传输和数据交互构成一个整体。针对模块航天器间激光无线能量高效传输关键技术，设计并搭建了激光无线能量传输的地面验证系统,通过理论分析了传输激光波长、光电转换材料等系统关键参数对于传输效率的影响，测量Si、GaAs等材料对不同波长激光的输出特性及转换效率，实验验证了照射强度等相关参数对传输效率的影响。实验结果表明：以793 nm激光为传输介质，基于GaAs材料的无线能量传输演示系统的优势较为明显，对激光光电的转换效率最高能达48%，系统总的电激光电的传输效率为18%。实验验证了空间激光能量高效率传输的可行性。