报道了一种修正米氏散射激光雷达近场回波信号的新方法，首先对近场区实测回波信号距离校正函数进行二次曲线拟合，获得拟合曲线与实测曲线的差分信号；然后对远场距离校正函数作直线拟合，在大气近似均匀假定下，获得近场回波信号距离校正函数直线斜率；最后将近场差分信号叠加在该直线上，获得修正后的近场回波信号距离校正函数曲线。用此方法对米氏散射激光雷达近场回波信号的实际计算证明，该方法可获得与实际更为接近的反演结果。

对扰动大气中传输的部分相干光束的光谱演化特性进行了研究。利用推广的惠更斯菲涅耳原理，得到了扰动大气中部分相干光束的交叉光谱密度，据此分析了在大气扰动影响下部分相干光束的频移效应以及空间相干度的变化规律。结果表明

具体分析了具有高数值孔径的双芯光纤的双折射特性。首先利用超格子正交函数法和耦合模理论分析了双芯光纤的几何双折射，并将两种方法计算的几何双折射进行了比较分析。数值计算结果表明双芯光纤在两纤芯非常接近的情况下，几何双折射仍较小，只能到10-5量级。利用超格子正交函数法计算了双椭圆芯光纤的双折射，改变结构参量可使几何双折射达到10-4量级。高的数值孔径需要高的掺锗量，理论上分析了高数值孔径时双芯光纤功率集中区域的应力双折射，应力双折射接近10-4量级。设计制作出了具有良好保偏性能的双芯掺铒光纤，测试、分析了它的几何参量和折射率分布；双芯光纤双折射系数达到了8.4×10-5。双芯掺铒光纤可以作为保偏掺铒光纤，应用到制作具有稳定的单一偏振态输出的光纤激光器。

就超快非线性干涉仪(UNI)的输入光特性对其开关窗口的影响进行了数值模拟和实验研究，输入光包括控制光脉冲和探测光脉冲。在数值模拟中，调节控制光脉冲和探测光脉冲的功率及脉宽，功率越高和脉宽越窄，窗口的形状越好。在调节过程中发现控制光脉冲和探测光脉冲都存在一个最佳的功率点使窗口的形状达到最优。如果继续增大控制光脉冲功率，会使窗口的顶部倾斜，窗口形状恶化；而继续增大探测光脉冲功率，窗口的消光比开始下降。在数值模拟的基础上进行了10 Gb/s的超快非线性干涉仪全光开关实验，在实验中用连续光代替探测光脉冲以观察窗口形状。通过改变控制光脉冲和连续光功率来验证它们对超快非线性干涉仪开关窗口的影响。实验表明，应选用短而强的控制光脉冲和最优功率点的连续光，这与模拟结果吻合。

从理论和实验上研究了三角形光纤布拉格光栅的温度特性，结果表明

研究了可分解马尔科夫网的概念、方法，分析了可分解马尔科夫网在序列图像数据挖掘中的作用与意义，并直接将马尔科夫网的结构作为决策或推理依据，应用于问题求解，拓广了可分解马尔科夫网应用的可能性；以真实交通违章的视频图像为例，以多种粒度(节点数)广泛研究建立视频图像间的可分解马尔科夫网并分析其对问题的适用性，通过网络结构分析来检测视频图像间的差异，从而发现某种有意义的模式(例如，交通违章)；仿真结果表明所提方法具有实用价值和较好效果；研究结果表明可分解马尔科夫网可以很好地揭示数据间的抽象近邻关系，并且这种网络具有很好的知识表达和逻辑推理的作用，是重要的模式识别方法。

报道了一种由使用者自行瞄准来实现虹膜图像非接触式获取的新方法，对获得的图像数据进行了虹膜纹理特征提取试验，验证了方法的可行性和有效性。通过设计几何光照明来辅助使用者定位瞄准，使眼睛处于前后合适的位置；并在摄像机镜头前面放置一片半透半反镜，帮助使用者观察自己眼睛的像来判断眼睛是否偏出摄像机的视场范围。通过该方法可以得到虹膜特征识别的图像数据。采用二维伽博小波对虹膜纹理进行特征提取，并计算两个虹膜特征码值中数值相等的特征位个数，对采集到的虹膜图像进行了特征匹配实验，得到的实验数据证实了该系统完全满足虹膜特征识别的要求。

低相干光断层扫描,是近十几年来发展起来集多种前沿科学和技术为一体的超高精度成像技术。介绍了该技术的理论原理及本实验室建立的基于时域线性调制和光纤迈克耳孙干涉仪的低相干光断层扫描系统并给出了初步的实验结果。重点对光源谱型和参考臂扫描速度不均匀性对系统输出信噪比的影响进行了理论模拟计算和实验研究。通过运用傅里叶频谱的分析方法，从工程设计的角度出发给出了基于实验结果的参量特性分析以及这些特性将会给实际光学相干层析系统测量结果带来的影响，从而获得了低相干光断层扫描系统改进的方法。

报道了一种基于相控聚焦的多元线性阵列探测器进行快速光声层析成像的方法和装置，并实现了模拟组织的光声层析成像。实验中采用波长为532 nm脉宽为7 ns的倍频Q-YAG激光器作为激发光源。多元线性阵列探测器由320个振元组成，采用相控聚焦的方法成像，每次由11个振群的探测器接受信号并合并1路，一幅图像由64路这样的信号组成。实验结果能够正确反映样品中的光学吸收分布。与现有的方法比较，本系统具有快速方便的特点，它有望成为一种组织功能在体成像的新方法，发展成为一种低成本的实用的临床诊断装置。

提出了一种可以快捷地重建原始的二维波前的新算法。对于分别在相互垂直方向上横向剪切干涉获得的两个差分波前，用快速傅里叶变换首先计算出待测原始波前在x和y方向的估计分布，然后利用误差计算的最小二乘法进行二维拟合，可以恢复出待测波前的二维分布。提出的理论可以应用于剪切量大于1个采样间隔的二维波前重建问题，解决了已有的二维剪切干涉波前重建技术中要求剪切量等于采样间隔的限制。研究了剪切量和噪声对重建精度的影响，和其它算法进行了比较，给出了数值实验结果和分析讨论。结果表明该算法速度快，对噪声有较强的抵抗力，有望在实际的剪切干涉测量中获得应用。

报道了一种高精度测量光纤连接器端面几何参量的自动测量仪。叙述了光纤连接器的端面几何参量的测量原理。由光纤连接器端面形貌和纤芯中心坐标，可以高精度得到曲率半径、顶点偏移量、端面倾斜角和光纤高度等影响连接器性能的关键端面几何参量。该仪器体积小，自动化程度高，用户界面友好，使用方便，可测量物理接触、角度式物理接触等类型的光纤连接器端面几何参量。实际测量证明，该测量仪有很好的重复测量精度。该测量仪与美国Dorc公司ZX-1 mini PMS测量仪和Norland公司NC3000测量仪相比，测量精度水平相当。该仪器样机已通过华东国家计量测试中心的测试。

在研制基于微型光机电系统技术的光电器件过程中，需要精确测定器件在给定驱动条件下的运动情况。在对制作完成的光开关进行性能测试时，由于微型光机电系统光开关的几何尺寸的限制，如果要准确测定光开关微反射镜的运动位移，将会有一定的困难。提出了一种采用线阵CCD技术的光学测量方法，实现了对光开关悬臂梁在驱动电压作用下的旋转角度的精确测量。通过理论推导得到了悬臂梁扭转角度与可测量物理量的关系，通过求解方程得到了各个物理量的数值选择对于测量结果的影响，并且给定了测量时各个物理量的参考值。通过实验测量，误差小于10％，表明这是一种具有实际意义的测量方案。

尝试用光谱展宽的方法从频谱相位(而非时域相位)的角度利用变形反射镜来补偿1 kHz飞秒激光系统输出光路的频谱相位畸变，从而提高飞秒激光脉冲的时域强度衬比度，改善其光束质量。频谱相位补偿实验是在一台1 kHz掺钛蓝宝石飞秒激光系统输出光路中，针对超短脉冲光束通过传输介质后的频谱相位畸变，引入变形反射镜进行补偿。应用频谱相位干涉直接电场重构(SPIDER)方法和仪器作为测量手段，建立了一套相位测量补偿系统。实验结果表明用变形反射镜可使激光脉冲的相位畸变得到较好的补偿，脉冲的光束质量得到改善。这种方法的主要思想就是将相位补偿转换为空间的光程控制，控制简单且损耗很低，是自适应光学中具有应用前景的一种补偿方法。

设计了一个简单的直腔，将电光腔倒空与激光二极管端面抽运Nd∶YAG半导体可饱和吸收镜锁模激光器结合，实现了锁模脉冲的产生、放大和输出。在连续抽运功率5 W的条件下，获得了脉冲宽度为11 ps的锁模单脉冲输出和脉冲宽度为200 ns的调Q脉冲输出,腔倒空单脉冲能量为30 nJ，重复频率为10 Hz。连续锁模运转时单个锁模脉冲的能量约为2 nJ,利用腔倒空将单脉冲的能量提高了15倍左右。文章详细讨论了腔倒空脉冲及调Q脉冲的产生机理，并分析了加在电光晶体上的高压电脉冲以及偏振片的偏振度对腔倒空脉冲及调Q脉冲的影响。

对于激光系统性能而言，谐振腔最佳透射率具有非常重要的作用。低增益、宽带脉冲准分子激光的最佳透射率条件与其激光抽运脉冲引起的增益脉宽有密切关系。提出了在激光四能级系统速率方程的基础上模拟低增益准分子激光的跃迁行为，并利用合理的近似，研究低增益脉冲准分子激光谐振腔的最佳透射率。给出了其在不同增益脉宽情况下统一的最佳透射率条件，并分析了以小信号增益系数为函数的最佳透射率变化规律。所得到的结论为

制备了用于离子交换法制备光波导器件的掺铒碲钨钠玻璃基质。应用扎得奥菲而特(Judd-Ofelt)理论计算了玻璃样品的三个强度参量，由强度参量计算了Er3+离子的自发跃迁几率、荧光分支比等光谱参量；应用麦克库玻(McCumber)理论，计算了Er3+离子在1.5 μm的受激发射截面，荧光测试发现Er3+离子的荧光半峰全宽可达65 nm。比较了Er3+离子在不同玻璃基质中的光谱特性。结果表明，Er3+离子在碲钨钠玻璃中具有较高的受激发射截面和较宽的荧光半峰全宽，可以用于宽带光波导器件的制备。

通过掺杂不同的染料有机电致发光器件可以得到不同颜色的光发射。掺杂小分子有机材料?p酸四甲酯perylene-3,4,9,10-tetracarboxylicacid(TMEP)到蓝色发光聚合物poly(N-vinyl-carbazole)聚乙烯基咔唑(PVK)，得到了很好的绿光发射。TEMP掺杂质量分数为0.01时，295. 5nm激发波长的荧光光谱可以明显观察到在420 nm处PVK和530 nm处TEMP的发射峰值；当TMEP掺杂质量分数达到0.05～0.10之间，器件的电致发光光谱和荧光光谱发射峰几乎完全被TEMP的绿光所占据。光谱的转移归因于从聚合物PVK到小分子有机材料TMEP的Forster能量转移。荧光光谱中随着TMEP掺杂浓度的的增大发射峰值有明显的红移，这种现象被归因于在TMEP高浓度掺杂情况下激基缔合物的形成。激基缔合物的形成从TMEP在薄膜状态下与溶液状态下的荧光光谱的比较中得到证实。

为了研究钨酸铅晶体中铅空位对光学性质的影响，利用完全势缀加平面波局域密度泛函近似，按照能量最低原理采用共轭梯度方法，对含铅空位的PbWO4(PWO)晶体进行结构优化处理。计算了含铅空位的PWO晶体的电子结构、复数折射率、介电函数及吸收光谱，并与完整的PWO晶体进行了比较。结果表明

如果应用漫射方程分析和确定生物表面组织的光学特性，就能够确定生物活体是否发生病变，实现生物活体的无损探测。目前，光在生物体内传播常用的基本模型是半无限厚模型和两层介质模型。而实际上，人体组织为多层介质。根据漫射方程理论，在平稳状态条件下，使用外推边界条件，精确给出了匹配介质中平稳状态下三层体系光的漫射方程格林函数的解。通过此解，可以算出空间分辨漫反射。使用蒙特卡罗方法来验证三层体系的漫射方程，发现我们给出的理论解，不仅可以包括与Kienle的结论一致的两层体系模型的空间分辨漫反射的解，而且三层体系漫射方程的空间分辨漫反射解和蒙特卡罗方法基本一致。

对椭圆芯光纤受激拉曼散射偏光特性进行了系统的实验研究。实验中观察到8级斯托克斯线和2级反斯托克斯线,对不同偏振态的抽运光激励下各级斯托克斯线的偏振特性、拉曼频移等参量进行了分析，并给出了经验公式。其结果与实验数据符合良好。实验表明，双折射光纤受激拉曼谱的各级斯托克斯线的偏振状态不但与拉曼介质有关还与抽运光的偏振态有关，入射抽运光偏振态对低阶次的斯托克斯线拉曼频移的影响较小,而对高级斯托克斯线拉曼频移影响较大。

使用快速傅里叶变换和四阶龙格库塔法，对KDP晶体内以Ⅰ/Ⅱ类角度失谐设置方式的高强度激光三次谐波振荡转换进行了研究，考虑了谐波转换过程中的三阶非线性χ(3)、衍射、离散等效应，并着重研究了KDP晶体的三阶非线性效应对高强度激光三次谐波转换的影响。研究表明，三阶非线性效应降低了三次谐波振荡转换效率，增大了相位扰动对3ω光束的强度调制，然而通过增加二倍频的失谐角Δθs，可以避免三阶非线性效应对三次谐波振荡转换带来的不利影响。

研制了一种在衍射光变图像器件上进行信息存储的新型数字化激光光刻系统。采用空间光调制器作图形自动输入，双远心投影成像系统在光刻记录面上缩微图形。通过光栅干涉光学头对记录面上的微图形进行干涉调制， 使微图形上产生干涉条纹，条纹空间频率范围为500～1200 lp/mm。在光刻胶干版上的存储实验表明，在衍射光变图像上的单角度存储信息密度大于3.7 Mbit/cm2。改变干涉条纹取向、条纹间隔和需要存储的图形，光刻系统可实现信息的旋转复用存储。上述光刻系统将会在防伪和衍射光变图像器件制造领域有良好应用。

研究了单体及粘结剂等成份对全息光致聚合物薄膜光存储性能的影响。在相同引发条件下，以丙烯酰胺作为单体时，光聚物的衍射效率明显高于以丙烯酸和N-羟甲基丙烯酰胺作为单体时光聚物的衍射效率。向丙烯酰胺中加入少量N-羟甲基丙烯酰胺，可以改善膜表面的光学质量，降低散射光强度，并提高膜的保存时间。在聚乙烯醇膜中单体聚合程度明显优于在聚乙烯吡咯烷酮中的程度，在大分子量的聚乙烯醇中的衍射效率及感光灵敏度高于在小分子量中的衍射效率和感光灵敏度，而且大分子量的聚乙烯醇能够制备厚膜，这是实现全息海量存储的一个重要因素。

主动抛光盘技术是近年来因天文望远镜的口径越来越大，焦比越来越快而发展起来的一种能够根据需要将抛光盘面实时地主动变形成偏轴非球面来磨制大口径非球面度高精度天文镜面的磨制技术。非球面表面的曲率不仅各点不一致，而且同一点的径向与切向曲率也不相同，所以经典的大的抛光盘不可能使其表面形状始终与所接触的非球面表面形状相吻合；常用的小磨盘抛光的致命缺点是解决不了高频切带，抛光效率也低。而主动抛光盘技术正好解决这些难题。与传统方法相比，它具有较高的磨削速率和较大范围内的自然平滑(无切带)。这是一种用计算机控制的磨镜技术，通过它可以像加工球面一样来加工一个深度的非球面。介绍了我国成功研制的主动抛光盘以及它在直径910 mm，焦比F/2抛物面镜加工中的成功应用和加工的结果，以及此项技术将在2 m以上直径天文镜面，特别是30 m巨型天文光学/红外望远镜的分块子镜磨制中的应用前景。

对周期性的GaAlAs/AlAs模块堆积组成的有缺陷的一维光子晶体的光波传输模式进行了理论与实验研究。由于堆积结构的周期性受到破坏，导致了光子晶体中模密度发生变化，光波的传播也发生了变化。对模密度和光的传播模式分别用流行的光子能态理论和光学传输矩阵进行了计算和模拟。计算发现采用不对称结构的一维光子晶体结构在实际应用中有更大的灵活性。用金属有机物化学汽相沉积方法实现一维光子晶体，并用于裁剪普通的发光二极管电致发光谱，在20 mA的激发电流下，半峰全宽为2.8 nm，单色性优于共振腔发光二极管。在较大的激发电流下，带边发射的增强现象也被观测到。

提出了一种新的采用载流导线的表面双磁光阱(MOT)方案(即双U型导线磁光阱方案)。通过改变中间U型导线中的电流大小，即可将一个双磁阱连续地合并为一个单磁阱，反之亦然。详细计算和分析了上述双U型载流导线磁光阱方案的磁场及其梯度的空间分布，研究发现当导线中的电流为600 A，z方向均匀偏置磁感应强度为-4.0×10-3 T时，双U型导线方案产生的两个磁阱中心的磁场梯度约为1.5×10-3 ～2.5×10-3 T/cm，结合通常制备磁光阱时所用的三维粘胶(Molasses)光束即可在基底表面附近形成一双磁光阱。理论分析表明在弱光近似下，每个磁光阱中所能俘获的85Rb原子数约为106量级，相应的磁光阱温度约为270 μK。由于双磁光阱可以独立制备，所以双U型导线方案特别适用于制备双样品磁光阱，并用于研究双原子样品的冷碰撞性质。

采用求解薛定谔方程和数值计算方法，研究了克尔介质中双模纠缠相干光场与三能级原子相互作用系统的光子统计性质，分析了双模纠缠相干光场的纠缠程度、克尔介质与光场的耦合强度、双模光的平均光子数和原子基态概率幅对光子统计性质的影响。结果表明

乒乓直传协议是一种新颖的量子直传通信协议。基于量子纠缠特性，乒乓协议允许绝对安全地进行明文直接通信和渐进地进行密钥安全分发，是一种绝对安全的即时通信协议。该量子直传协议将来有望成为安全稳定的光量子通信的主流方式。然而，目前还没有该协议的物理实现方案。分析了乒乓直传协议的工作原理，给出了该协议的流程图，进而分析了协议的物理实现机制，结合纠缠光子源、自由空间单光子路由控制和单光子检测技术，提出了在自由空间中实现乒乓直传协议的实验技术方案，并设计出了乒乓直传协议的实验装置。此实验技术方案为从实验角度进一步研究乒乓协议，以及未来此协议的商业化应用提供了参考。

用脉冲电子束激发测量了不同Yb3+掺杂浓度的Yb∶YAG晶体的红外(IR)闪烁发光性能。Yb∶YAG晶体的IR闪烁发光具有高的光产额和长的衰减时间，但存在浓度猝灭效应和温度依赖关系。Yb∶YAG晶体的IR闪烁性能还与晶体品质有关，相同掺杂浓度的Yb∶YAG晶体，品质优异的会获得更高的光产额。这一初步的研究成果表明，部分掺Yb3+晶体有可能用于医学成像装置。

报道了在铌酸锂晶体中实现紫外激光诱导畴反转的实验。在一定外加均匀电场下，铌酸锂晶体中通过波长365 nm的紫外激光，由于紫外光的照射降低了矫顽电场只在通光区实现畴反转。研究表明，该方案可用于周期性极化铌酸锂的制备，并有望成为制作精细周期性畴结构的有效技术方案。