采用溶胶-凝胶法合成了紫外波段有机染料TMQ掺杂的SiO₂薄膜和块体材料。 薄膜中掺杂的染料浓度高达1.24×10-2 mol/L, 块体材料中染料浓度可掺至1.5×10-3 mol/L。 由于SiO₂“笼”的束缚作用, 在吸收光谱中未观察到二聚体的特征谱带, 在荧光光谱中未观察到荧光猝灭现象; 同时由于SiO2“笼”的极化作用, 其吸收峰和发射峰的位置相对于其在环己烷溶液中的吸收峰和发射峰位置发生了10 nm左右的红移。

利用溶胶-凝胶(sol-gel)方法制备了SiO2-GeO2薄膜, 并测量了薄膜样品电场极化后光学二次谐波信号的相对大小和时间弛豫特性。 通过对不同衬底材料及不同温度下电场极化薄膜样品二次谐波信号的时间弛豫特性比较, 表明薄膜与衬底之间界面电荷的稳定性受衬底材料体电导率的影响, 从而影响了薄膜样品二次谐波信号的稳定性。

应用部分相干光衍射理论, 研究了透射光栅仪对单位振幅的单色扩展光源和连续谱扩展光源的衍射特性, 给出了成像面上的光强分布表达式, 并数值模拟了该谱仪对黑体辐射连续谱扩展光源的接收成像。

应用光学和数学理论导出本征不对称光纤法布里-珀罗干涉仪中反射光与透射光的数学模型及低反射率法布里-珀罗干涉腔长度的变化与干涉光光强的数学模型, 并指出当r′1=t1t′1r2=r, 且t1t′1=1-r′21≈1, 则法布里-珀罗腔反射光间的干涉近似为两束等幅光的干涉; 文章还给出了光电转换器输出与法布里-珀罗干涉腔长度变化的数学模型。 这些模型为不对称光纤法布里-珀罗干涉仪的使用提供理论依据。

计算发现, 当平焦场光栅光谱仪的光源位置任意变化时, 总能通过改变光栅的入射角, 保持光谱焦平面到光栅的距离基本不变。 以此为依据提出了平焦场光栅光谱仪的新用法, 使得该谱仪使用灵活, 适应性强, 在极紫外和软X射线光谱学的有关实验中发挥更大的作用。 谱仪的摄谱范围在5～40 nm之间。

利用自适应光学系统的哈特曼(Hartmann)波前传感器, 测量了激光实际大气水平传输湍流畸变波前中整体倾斜像差的时间功率谱, 发现功率谱谱形与科尔莫戈罗夫(Kolmogorov)湍流理论不完全符合。 建立了一种根据实际测量的整体倾斜功率谱估测自适应光学系统倾斜镜需要的控制带宽大小和大气湍流的泰勒(Tyler)频率指标的方法。

运用Pegg-Barnett的厄米相位公式, 研究了J-C模型中原子质心运动和场模结构对场相位动力学的影响。 在未考虑原子质心运动和考虑原子质心运动两种情况下， 分别给出了场相位概率分布和相位涨落随时间的变化规律， 并比较了两种情况下的场相位动力学。 结果表明: 原子质心运动导致场相位动力学的周期性演化, 场模结构参数决定其周期的大小。

利用相位共轭极化拍频光谱术对V型三能级系统中的光子回波进行了研究。 当抽运光束为宽带线宽且相对时间延迟τ>0时, 单光子四波混频对应于三脉冲受激光子回波。 抽运光束为宽带线宽且相对时间延迟τ<0的情形与抽运光束为窄带线宽的情形类似。 这种技术在测量激发态之间的能级分裂时, 可得到消除多普勒增宽的测量精度。

采用激光诱导荧光技术对InCl分子A3Π0→X1Σ+荧光光谱进行了分析和归属, 并对A3Π0(ν′=1)→X1Σ+(ν＂=1, 2, 3, 4, 5)的时间分辨谱进行了观测, 得到InCl分子A3Π0态无碰撞辐射寿命τ0≈370 ns, 无碰撞弛豫速率常数kQ≈9.87×10-11 cm3molec-1s-1。

用激光多步激发技术研究了处于6p1/2电离限以下的6p3/2ns自电离态的光谱。 并利用最新的R矩阵的计算结果, 结合多通道量子亏损理论进行了理论分析。 理论结果与实验光谱相符合。

提出一种基于鉴别分析的光学畸变不变性图像识别方法: 对包含各种畸变的训练图像集采用主成分分析得到若干本征图像, 作为参考模式与测试图像做光学相关, 利用本征图像与输入图像的相关结果作为识别特征, 采用最佳鉴别分析做训练和识别, 即可实现对输入图像的畸变不变性快速识别。 采用非相干光相关器为光学实现硬件, 给出了实验结果。

以三种飞机模型作为待识别目标, 模拟真实场景, 对用于多目标分类识别的级联神经网络重新进行了研究。 实验发现识别率下降的主要原因是实际采集的目标发生的复杂畸变与计算机模拟产生的效果并不一样。 用采集得到的目标图像作为训练样本, 对网络重新构造和训练, 取得了好的实验结果。 分析了其中涉及到目标定位、 图像分割等图像预处理问题。 提出了一种基于二值图像形态学腐蚀运算的快速目标检测定位法, 可快速有效地对目标进行检测定位。

提出一种用非相干光系统识别彩色图像的方法。 将彩色图像分解成三个单色像处理, 设计一可实现的仅相位型光学传递函数, 对其进行带通优化, 从而提高信噪比并使相关峰锐化。 通过一对滤波器来合成该光学传递函数。 获得了彩色图像相关识别的实验结果。

提出了一种利用离散余弦变换对联合功率谱进行处理的二值化联合变换相关算法。 利用这种二值化联合变换相关器, 进行了一个待识别指纹同四个参考指纹的比较。 这种相关器同采用局部中值阈值技术的二值化联合变换相关器相比, 能提高输出峰边比, 提高相关峰的强度。 光电混合处理实验的结果表明, 这种方法能大大提高多指纹识别系统的识别性能。

报道了掺Er³⁺光纤激光器输出1.531 μm波长飞秒激光脉冲增益放大的实验研究结果。 将自起振相加脉冲锁模掺Er³⁺光纤激光器输出的飞秒激光脉冲注入掺Er³⁺光纤放大器中进行放大, 分别采用正向和逆向抽运的方式, 得到了最高放大倍数55倍(17.4 dB)和64倍(18.1 dB)的增益, 对应的最大单脉冲能量(峰值功率)分别为0.384 nJ (752 W)和0.452 nJ (1295 W), 脉冲重复率为20.84 MHz。 正向和逆向抽运放大后输出的最短激光脉宽分别为501 fs和309 fs。

采用非线性模型对拉曼自由电子激光器进行数值模拟, 发现虚火花束源自由电子激光器可以去掉导引磁场, 用小周期摇摆器, 实现器件的小型化和高功率。

描述了用激光二极管抽运的全固体Nd:LMA自锁模飞秒激光振荡器。 通过理论计算和分析, 在其腔内加入一非线性系数较大的介质, 同时对腔结构进行优化设计, 实现了自锁模。 它直接产生波长为1054 nm的激光, 输出激光脉冲的宽度达610 fs, 光谱宽度为2.1 nm, 输出功率达15 mW。

提出一种新型的光纤干涉仪， 它是采用二个3×3单模光纤耦合器组成三光纤系统的马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)干涉仪， 当干涉仪的三条光纤干涉臂两两之间分别存在长度差ΔL和2ΔL时， 干涉仪形成了一个波分复用间隔相等的三波分复用器， 波分复用的波长间隔仅仅取决于ΔL的大小。 实验样品的使用波段为1.55 μm, 波长复用间隔为1.6 nm, 附加损耗为0.6 dB。

应用光束传播法, 比较基于自聚焦和自散焦材料的全光波导开关的开关特性, 指出基于自聚焦材料的全光开关具有较低开关功率、 数值化多次开关特性等优越性, 并对波导参数进行了全面的优化设计。

利用非线性光学环路镜(NOLM)成功地实现了多个波长的同时变换。 最大波长变换间距大于25 nm。 实验系统中采用增益开关分布反馈半导体激光器(GS DFB-LD)产生的超短光脉冲作为控制光, 频谱分割法得到多波长激光作为信号光。改变控制光的输入功率或非线性光学环路镜中的偏振控制器的偏振方向能够改变不同变换波长信号的性能。

给出了一种新型滤波器。 它既能提高系统的轴向分辨率又不影响其横向分辨率。 利用这种滤波器还可以控制远场旁瓣强度的最大值与主瓣强度最大值之比(M), 从而获得较好的超分辨效果。 还根据扩展的结果分析了光瞳滤波器的中间区对轴向分辨率的影响。

对微正方形角锥棱镜阵列定向反射器的特性进行了理论研究和模拟。 证明了其定向反射特性, 并利用几何光学方法解决了全反射条件对入射孔径角的限制, 以及单元有效反射面积对定向反射率的影响问题, 同时也给出了阵列器件表面反射对定向反射率的影响。 为了便于比较, 也给出了微三角形角锥棱镜阵列定向反射器的单元反射面积。 所得结果为微正方形角锥棱镜阵列定向反射器的制作提供了理论依据。

针对带有光瞳掩模的超分辨系统, 提出了一种基于极坐标的性能评价标准。 同时根据衍射光学相关理论, 提出了变距圆光栅函数掩模花样。 模拟计算结果表明, 在共焦系统中利用该掩模可以改变系统的点振幅响应, 从而提高分辨率, 并增强图像的反衬度。

在散射场［通过菲涅耳(Fresnel)反射系数决定于入射场］的边界条件、 互易定理及等效场原理的支持下, 完善了金属闪耀光栅的多次基尔霍夫(Kirchhoff)积分方法; 并以利特罗(Littrow)安装及固定偏向角安装的理想金属导体闪耀光栅对不同波长平面电磁波衍射效率的计算实例, 探讨了此方法的稳定性与自洽性。

通过实验发现了光漂白聚合物薄膜的厚度随光照时间按指数衰减的规律收缩, 在此基础上, 利用m线法和精确的转 移矩阵理论, 由数值拟合得到的聚合物波导的折射率轮廓为费米函数。

测试了掺镱硼酸盐玻璃的吸收光谱和荧光光谱; 计算了掺镱硼酸盐玻璃光谱参数; 讨论了网络修饰体种类、 B₂O₃含量和高价离子La³⁺、 Ti⁴⁺、 Nb⁵⁺、 Ta⁵⁺氧化物的引入对掺镱硼酸盐玻璃光谱性质的影响,通过两种不同的方法对其受激发射截面进行计算,对结果进行了比较和分析。