搜集整理了大气粒子观测资料，运用米氏理论，从求解Mueller矩阵入手，计算并分析了可见光和红外波段大气体散射的偏振度特性。结果表明，大气体散射总体上为正偏振，前向散射不改变入射光的偏振状态，后向散射存在轻微的负偏振；大气线偏振度随散射角分布比较平滑，随着尺度参数的减小趋于瑞利散射的情况；散射尺度参数和粒子复折射指数是大气线偏振度的决定因子；在可见光与近红外波段，雾线偏振度随波长变化较小，随散射角呈“多峰”形式分布，在120°,140°和180°达到极大值；在红外波段，气溶胶线偏振度随波长变化较小，随散射角呈“单峰”分布形式，极大值出现在80°~140°之间。

将T矩阵方法与几何光学方法相结合，精确计算了从太阳短波到红外谱段具有一定形状分布和谱分布的非球形沙尘粒子的光学特性，并与等体积球形沙尘的光学特性进行了比较。结果表明：1)相比沙尘粒径大小分布对沙尘气溶胶消光效率因子，单次散射反照率以及不对称因子的影响，沙尘形状对上述参数的影响明显偏小；2)非球形与球形沙尘粒子的相函数在短波区存在显著差异，这种差异在卫星探测常用的可见光区达到最大，并且随着散射角的变化具有一定的规律；3)在短波区，雷达方程中的消光后向散射比受沙尘形状的影响比较显著，因此在利用雷达方程反演沙尘气溶胶光学厚度时应考虑非球形效应。

基于2006年10月,2007年3月和2007年11月三次太湖野外实测颗粒物散射(bp)和后向散射(bbp)光谱数据，分别计算其光谱幂指数斜率、总悬浮物(TSPM)、有机物(OSPM)和无机物(ISPM)的比散射和比后向散射系数，进而探讨太湖水体bp和bbp光谱特征及其形成机理。结果表明，TSPM,ISPM和OSPM比散射系数平均值分别为：0.634(550 nm)，1.057(532 nm)和0.396(532 nm) gm-2，ISPM和OSPM比后向散射系数平均值分别为0.0051(532 nm)和0.0022(532 nm) gm-2；2006年10月,2007年3月和2007年11月，后向散射率(B)平均值分别为：0.01078，0.01375和0.01251；bbp和bp及其B具有较强的光谱依赖性，但OSPM和有色溶解有机物(CDOM)在短波长以及叶绿素在675 nm的强吸收作用一定程度上减弱了该特征；bbp光谱斜率幂指数与ISPM/OSPM，532 nm处的bbp(532 nm)具有较强的相关性，而与粒径分布斜率相关性较小。

基于Kogelnik的体光栅耦合波理论，推导了超短激光脉冲照射下透射型体光栅的耦合波方程，并由此得到了衍射光场和瞬时衍射光强的表达式。研究结果发现，体光栅的瞬时衍射光强分布与体光栅的结构参数，如体光栅的光栅周期、光栅厚度以及体光栅材料的折射率调制度密切相关。通过调节这些光栅结构参量，就可以对体光栅衍射脉冲进行控制和调节，以实现脉冲整形。研究还发现衍射脉冲光相对于入射光脉冲，在时间轴方向有负的平移，这个平移量和体光栅的光栅周期与厚度相关。结合群速度概念，从群时延的角度给出了对这一时间平移量的定量分析。

将两个弱调制导模共振光栅相互垂直放置构成新型正交光栅结构。应用严格耦合波理论计算了横电/横磁(TE/TM)偏振光入射时的光谱特性，并分析了该结构的导模共振现象。研究表明，当改变两光栅间隔距离时，正交光栅结构呈现出较大的光谱可调范围（共振峰间距由0~62.7 nm连续可调）；当分别以TE/TM偏振光正入射时，两种偏振光对应的共振波长位置保持不变、光谱曲线相同，相当于平行双光栅结构对应光谱的叠加。TE/TM偏振光倾斜入射时反射峰发生分裂，同时在入射面为P1面时582.3 nm和590.8 nm共振波长位置处，及入射面为P2面时590.8 nm和612.4 nm共振波长位置处呈现出峰位随入射角的增加保持不变的特性。

提出了一种新型的40 Gb/s全光串并转换(AOSPC)的实现方案，该系统主要由波分/时分脉冲光源的产生与顺序多波长变换两个部分构成。实现了信道波长数目和重复频率可调的波时分脉冲光源；分析了基于单个半导体光放大器(SOA)中的交叉相位调制效应(XPM）实现顺序多波长变换的原理，并在此基础上采用顺序多波长变换技术实现了将40 Gb/s的串行输入光信号转换为8路5 Gb/s的并行输出信号。该技术可将高速率的光信号转换成为多路低速率信号，进而可以使用现有的电子器件对信号进行处理，为下一步的光分组交换中的报头处理技术和光随机存取存储器(RAM)的研究提供了一种可行的思路。

为了探寻调制器调制深度对副载波正交频分复用(OFDM)光传输系统的影响，通过仿真和实验相结合的方法，分析了基于强度调制器的副载波OFDM光系统中，调制器的调制深度对OFDM信号接收误码率的影响。仿真和实验证明进行副载波OFDM信号光纤传输时，存在一个最佳的载波边带比(CSR)，其值约为20。CSR过大或者过小的时候都会导致系统误码特性下降。验证了相位调制系统由于其具有合适的CSR及不变性而具有良好的传输特性。

理论分析了考虑吸收线型函数展宽时的Beer-Lambert定律，作了进一步推导并应用于多点乙炔气体监测。提出一种采用波分复用器、利用吸收峰区分不同传感点的多点光纤乙炔传感系统，系统简单易操作，无需对光源进行调制，且系统损耗与串扰小。理论分析表明当目标检测灵敏度为0.5%时，在1510~1540 nm范围内该系统最大可监测18个传感点。搭建了一个3个监测点的乙炔传感系统并验证了上述理论的可行性，各传感点的测量误差均小于1.8%。

采用全矢量的方法，数值求解了内包层为左手材料，纤芯和外包层为常规材料的W型弱导双包层光纤的特征方程，分析了其模式分布、色散和时延特性。结果表明内包层为左手材料的双包层光纤具有许多不同于常规光纤的反常特性：单模传输模式只存在于特定的频率范围内；随着内包层负折射材料厚度的增加，同一模式同一频率下出现不同的传播常数；内包层厚度对单模的色散和群时延影响巨大，通过增大内包层厚度，可以达到-158000 ps/(nm·km)大负色散及极大的群时延。这些结果为设计新型色散补偿光纤及新型光纤器件提了供理论基础。

将小波网络理论及其改进方法应用于光纤陀螺的启动漂移温度补偿，在进行全温范围启动漂移试验的基础上，综合考虑温度、温度梯度和温变率对启动漂移的影响，建立了光纤陀螺的启动漂移模型，并根据模型进行补偿，以提高光纤陀螺启动条件下的测试精度。试验结果表明，采用小波网络能够有效地补偿光纤陀螺的温度启动漂移，从而满足实时应用的要求。

提出了快速傅里叶变换(FFT)计算短波长激光通过短焦距聚焦系统的传输特性的方法。快速傅里叶变换方法计算聚焦光束光场分布时，如果遇到短波长激光通过短焦距聚焦系统，会出现相位随机跃变、波函数失真和采样率不够的问题。采用坐标扩展变换，突破了快速傅里叶变换计算过程中输入屏和衍射屏空间尺度必须相同、抽样格点必须等间隔的限制，使上述问题得到解决，可以得到更加详细的聚焦光束光场分布。同时，采用分两步计算的思想，避免了计算焦平面附近光场时，坐标空间的几何扩展与光束衍射极限的矛盾。

进行了相移合成孔径数字全息的分析与实验研究，分别给出了合成孔径数字全息和相移合成孔径数字全息图的数学表述方法，提出一种用物光场强度图像与多步相移子全息图结合进行相移子孔径数字全息图的合成方法。先以物光场强度图像之间重叠区域的相关运算精确地确定子全息图之间的空间对接位置，在此基础上，再通过相移子全息图之间的重叠区域的相关运算进行相移同步匹配，实现了空间对接匹配与相移同步匹配的分离实施。以2#分辨率板为物体进行了相应的实验研究，子全息图的空间对接匹配的相关系数和相移同步匹配的相关系数均超过了0.99，获得了高质量的再现像，证明了方法的可行性和优点。

采用辐射传输方程的简化三阶球谐函数（SP3）近似作为时域荧光扩散层析成像（FDOT）的正向模型，克服了球谐函数近似法（PN）公式复杂，计算量大的缺点和扩散近似（DA）理论对于低散射组织体的不适用性。考虑到时域模式可以同时重建荧光产率和寿命，且技术上较频域模式更容易实现，因此采用时域模型，应用源自广义脉冲谱技术（GPST）的特征数据类型，将基于DA-GPST推广到SP3方程，发展了一套基于SP3-GPST的FDOT图像重建方法。数值模拟结果表明，SP3-GPST重建结果优于DA-GPST。

针对存在背景干扰和噪声情况下的红外弱小目标检测问题，提出一种基于无下采样contourlet变换(NSCT)和独立分量分析(ICA)的检测方法。首先原始图像减去通过快速ICA分离出的背景图像，再经NSCT去噪，接着利用新型Top-hat变换滤波得到预处理图像；然后采用基于类内方差及背景与目标面积差的阈值选取方法来分割预处理图像。针对红外小目标图像进行了大量实验，并和基于快速ICA、基于NSCT的红外目标检测方法进行了比较，结果表明所提出的方法抗噪性强，具有更为优越的检测性能。

通过对Karpinsky和Zhang提出的合成相移算法的研究，消除了白噪声，将相同参数条件下的面形重建精度提高了1倍。在虚拟结构光投影的基础上，提出了两种用彩色图像压缩记录三维面形信息的算法；双通道相位编码算法，提高了压缩比；三通道相位编码算法，能够同时提高压缩比和面形重建精度。给出了算法面形重建精度的定量分析，并指出PNG格式为较好的无损存储方式。

空间邻近目标在红外像平面的成像相互交叠，形成簇状像斑，为实现对各目标的有效跟踪与识别，必须对其进行分辨。提出了基于可逆跳跃马尔可夫链蒙特卡罗(RJMCMC)的空间邻近目标红外像平面分辨方法。在对多点源目标的红外像平面成像建模基础上，建立了基于贝叶斯推理的空间邻近目标红外像平面分辨框架，以可逆跳跃马尔可夫链蒙特卡罗方法实现了待估参数后验分布的计算，联合检测和估计出目标个数、各目标像平面投影位置和辐射强度参数。以中段弹道空间邻近目标的天基红外监视为例进行了仿真分析，结果表明，该方法能有效地分辨空间邻近目标中的目标个数和各目标投影位置和辐射强度。

为了探测合成孔径激光雷达的平台振动引起的相位误差，采用一种新的振动测量方法，利用激光外差平衡探测和正交信号处理技术，直接提取探测信号相位，并对正交信号之间的不平衡度引起的误差进行了校正，得到系统探测相位灵敏度为1.45 rad。实验表明，该方法不但能够精确测量低频率微小振动位移引起的相位变化，而且对回波信号的幅度波动不敏感，有别于激光多普勒振动计。

千赫兹(kHz)激光测距是增加卫星激光测距观测数据和提高标准点精度的有效措施之一。分析研究了基于共光路的kHz激光测距系统的实现原理和方法，包括光路、电路和计算机控制等。给出了使用旋转快门实现共光路kHz激光测距的新思路，开发1.2 m望远镜共光路kHz激光测距系统。该系统已用于常规观测，实际观测结果表明，系统性能较好且工作稳定，地靶测距精度约为5 mm，卫星测距精度优于2.0 cm。

数字光栅投影测量系统中存在的gamma失真现象会带来明显的测量误差。提出了一种基于投影光栅预编码的gamma校正技术，通过对投影光栅引入一个预编码值，将经过预编码调制后的投影光栅用于测量，极大地削弱了由gamma失真现象带来的影响，提高了测量精度。实验验证了该方法的有效性，将该gamma校正技术用于传统的相移算法。采用该方法求得的预编码值，对相移算法的投影正弦光栅进行预编码调制，调制后的相移算法精度得到极大提高。与已有的基于投影光栅预编码的gamma校正技术相比，所提方法简单且有效。

相位掩模空间载波干涉图的处理精度直接影响着动态干涉仪的性能。根据相位掩模的特点，提出了一种基于傅里叶分析的相位掩模空间载波干涉图的处理方法。该方法将采集得到的全分辨率干涉图进行像素空间重组得到一幅线性空间载波干涉图，然后采用傅里叶变换提取相位，最后再通过像素空间重组得到全分辨率的相位信息。实验结果表明，四步相移算法相位误差的峰谷值和均方根值分别为0.7467λ和0.0348λ，而傅里叶分析法相位误差的峰谷值和均方根值分别为0.2989λ和0.0088λ，因此傅里叶分析法的精度高于四步相移算法。

设计了具有推挽调制电极和消逝场敏感窗口的铌酸锂（LiNbO3）基集成光波导马赫曾德尔干涉仪（MZI）。利用标准微光机电系统（MOEMS）加工工艺结合高温钛内扩散法制备出三维单模LiNbO3光波导MZI阵列芯片，并对芯片进行了端面抛光，实现了光纤波导端面输入和输出耦合，并初步调查了干涉仪芯片的相位调制特性，结果表明，在633 nm波长下其半波调制电压为5.61 V，干涉条纹对比度为0.62。当干涉仪芯片被用于生化探测时，这种电光调制功能可用于调节干涉仪芯片的初始相位差和识别其相位差的变化方向。

提出了一种利用改进型的卡塞格林光学系统(反射式正圆锥镜和球面反射镜相结合的光学系统)来产生一种光强分布特殊的空心激光束(双半高斯空心激光束)的新方案。详细分析了正圆锥镜的锥角、高斯光束的张角、球面反射镜的曲率半径等因素对该光学系统的球差以及宽度半径比的影响。通过对上述参数的调整，可以很容易获得宽度半径比的可控范围为0.1～1的双半高斯空心激光束。测试结果验证了由该系统所产生的空心光束确属于双半高斯空心光束范畴。

为了实现对远距离非合作目标距离的精确测量，将光子计数测距法与脉冲测距法相结合，利用多像素光子计数器(MPPC)进行了远距离非合作目标测距实验研究。在实验室内模拟远距离非合作目标返回的微弱信号，利用MPPC接收。通过分析返回光子信号特性，研究目标反射回随机光子的统计分布特性；利用不同的算法计算测距起始和终止脉冲间隔，分析不同算法对测距精度的影响。实验室利用MPPC，4 GHz采样率示波器和脉宽为5 ns的脉冲激光器进行测距实验，获得7220个脉冲信号，统计结果验证了目标返回信号为泊松分布；利用恒比鉴别法得到了最优测距结果：测距结果与被测距离偏差2.8 cm，加权均值标准差为0.9 cm，而固定幅值法和自相关法得到的测距结果偏差都超过了40 cm。通过分析各算法与恒比鉴别法之间的差异，给出了不同算法产生较大偏差的原因。

采用光纤耦合输出激光二极管（FCLD）单端端面抽运Nd:GdVO4晶体的方式，获得高功率单频激光的输出。在实验中，采用四镜折叠环形腔，考虑了晶体的热透镜效应后，优化了环行腔腔型。通过在腔内插入法拉第旋光器和半波片实现激光的单向运转从而抑制空间烧孔效应，在腔内插入标准具后，压缩了单频激光的线宽，获得了连续单频1063 nm激光输出。在18.10 W抽运功率时，获得了7.57 W的单频激光，光光转换效率为41.8%，光束质量因子M2≈1.2。

利用蒙特卡罗随机思想选取轨迹初始条件，将铬原子束同位素、纵向速度分布和横向高斯发散角等因素综合考虑，对原子光刻经典粒子模型进行了优化。将优化后的模型与原模型进行了对比，同时定性分析了表面生长效应。利用新模型在不同激光功率下对沉积过程进行数值模拟，结果表明模拟结果与实验符合得很好。进一步分析了失谐对沉积的影响，当失谐选取250×2π MHz时，可得到较好的沉积结果。该模型较好地整合了沉积过程中的各个影响因素，这为正在进行的实验提供了更好的理论基础。

研制了Gd2O3摩尔分数可达30%、掺Ce3+的SiO2-B2O3-Al2O3-Gd2O3系统、高密度闪烁玻璃。研究了用BaO和La2O3取代Al2O3时玻璃的吸收光谱和荧光光谱等性能的变化，发现BaO在摩尔分数为10%时有着最佳的荧光性能，同时BaO或La2O3取代量的增加会使得激发谱和发射谱的峰值波长红移。在X射线激发下，该玻璃表现出闪烁性能，闪烁发光的中心波长比330 nm波长紫外光激发下的荧光中心波长红移了40 nm，显示了闪烁发光与荧光发光有着不同的发光机理。

基于气相传输法制备一种具有三层次结构的纳米网络状表面结构氧化锌样品。利用X射线衍射谱、电子能量散射谱和扫描电镜等对样品进行表征，结果表明样品具有类蓝蝴蝶翅膀的微观结构。实验研究样品的背向散射特性，观察到散射光强分布角偏性及该角偏性与光强的波长选择性；应用时域有限差分法和严格耦合波法，对样品背向散射特性进行仿真，结果表明样品类蝴蝶翅膀的光子晶体结构，是其特殊背向散射特性的原因。

利用数值模拟的方法研究了（1+1）维孤子光束倾斜入射非局域非线性分界面的传输规律。研究发现，光束在非局域非线性分界面处的传输规律的光强依赖特性可以用入射光束的5个束宽节点来刻画，分别标志导致反射或透射光束的传输规律发生突变时的入射光束的5个临界光强值。计算还发现，如果保持入射光束束宽不变，而增加其功率，呼吸子光束入射分界面后的传输也能呈现相应的5个突变点，说明功率依赖实质上就是光强依赖。此外还研究了5个束宽节点的值随非局域程度的变化而变化的规律。

提出了一种由一段正色散光纤和一段负色散光纤构成的光纤链路的压缩脉冲的简易方法:采用正色散光纤将初始脉冲整形为抛物自相似脉冲，并以负色散光纤作为脉冲压缩器对整形脉冲进行压缩。采用对称分步傅里叶方法研究了不同初始啁啾对脉冲整形的影响，并用一个只与脉冲形状有关的无量纲因子衡量脉冲整形效果。发现初始负啁啾有利于加快脉冲的整形速度，而初始正啁啾时得到的最佳抛物自相似脉冲的啁啾线性范围较宽。并理论和数值分析了三阶色散对脉冲压缩的影响。结果表明，利用三阶色散部分补偿方法可以削弱三阶色散对脉冲演化的影响，得到高质量高压缩比的输出脉冲。

研究了非简并光学参变振荡器系统的混沌和超混沌同步特性。利用单向耦合驱动法实现了两个非简并光学参变振荡器的混沌和超混沌相位同步，分别研究驱动系统处于混沌态和超混沌态的情况，通过计算机仿真得出响应系统的最大李雅普诺夫（Lyapunov）指数谱，得到了不同情况下实现同步的耦合常数取值范围。另外，分别通过信号光、闲频光及双模单向耦合法进行混沌和超混沌同步研究，通过李雅普诺夫指数谱的对比，得出信号光耦合方式优于闲频光耦合，双模耦合能够优化混沌同步结果。系统的相图、时间序列图很好地验证了非简并光学参变振荡器的混沌以及超混沌同步结果。

阐述平均曲率流原理，提出一种利用平均曲率流对初始设计的渐进多焦点眼用镜片进行局部优化以减小指定区域像散的优化设计方法。采用平均曲率流方法使镜片渐进表面上符合设定条件的区域更加趋近于球面，从而减小镜片表面该区域处的像散。给出具体算法步骤和一个优化设计实例，并进行实际加工制作与检测。对比优化前后的光焦度、像散和通道宽度等参数，结果表明：平均曲率流优化方法能够在保证镜片光焦度不变的情况下，有效减小初始设计渐进多焦点眼用镜片的最大像散并适当增加渐变通道宽度和扩大视远区清晰视觉范围。

对神光Ⅲ原型复杂激光光路条件下的背反诊断系统进行了光路改造优化设计。引进菲涅耳透镜和采用真空空间滤波方式，对激光打靶光路终端光学组件中镜片反射的杂散光与非线性效应导致的背反信号进行空间分离，解决了杂散光与非线性散射光同光轴问题。并在神光Ⅲ原型装置上进行了全孔径背反系统实验验证，为激光靶耦合能量平衡精密诊断提供了可能条件和重要参考。

反应等离子体去除表面2.5 μm后，元件表面面形保持平整光滑，大尺度均方根粗糙度小于1.45 nm(测量范围为0.9 mm×1.2 mm)，表面Fe，Ce等杂质元素含量逐渐减少，划痕等物理缺陷的密度与尺寸变小。修饰之后的非晶熔石英元件表面出现具有周期性的多晶结构，该多晶结构可增强元件透射率，有效抑制损伤增长，提高元件损伤阈值。随修饰深度增加，元件的损伤概率进一步下降。研究表明通过提高等离子体密度、加大激励源功率等方法改进工艺路线，反应等离子体修饰有望实现熔石英元件的快速、无损、大面积和批量化处理。

介绍了一种利用光栅的多缝衍射分光代替传统转角法的角度测量的微透镜焦距测量方法。平行光入射通过光栅后，由于光栅的衍射效应，在光栅后面将形成各级衍射光。通过测量光栅多缝衍射的±1级光斑和0级光斑的中心距，且由于光栅多缝衍射原理±1级和0级衍射光间的转角由光栅周期和测量光源的波长决定，可通过转角法测量焦距原理完成对微透镜焦距的测量。由于转角由系统参数决定，同时利用图像清晰度函数对光斑进行定焦，分析实验结果表明该方法用于微透镜焦距测量具有较高的测量精度。由于该方法具有较高的测量效率和测量精度，同时可用于阵列数较多的复眼透镜的焦距测量。

为实现S波段集成光波导放大器的高增益，以8 cm×6 cm尺寸的Tm3+掺杂锗酸盐玻璃为基片设计了S型，U型和F型弯曲结构波导。采用光束传播法(BPM)对弯曲波导进行损耗模拟，得到最优弯曲半径为1.90 cm时，损耗系数为0.04 dB/cm。在1482 nm波长处，F型波导的增益为13.01 dB，其值高于U型(8.21 dB)和S型(4.22 dB)波导，约是普通直波导(3.84 dB)的3倍。结果表明合理的光路设计(F型)可以大幅提高Tm3+掺杂锗酸盐玻璃平面光波导的光学增益。

由于光波在不同长度的波导中传输产生的相位延迟不同，特定的波导阵列可以对光波波阵面进行调制。理论推导发现三角形波导阵列可以实现聚焦，得出凸三角形波导阵列聚焦高度和焦深。利用时域有限差分法模拟了凸三角形波导阵列对光波的聚焦情况，通过比较发现模拟和理论推导结果非常吻合。同时模拟发现凹三角形波导阵列结构可以实现光的分束。

照明光源的灯光质量对人体健康的影响受到了越来越多的关注。近几年伴随着大功率发光二极管发光效率的不断突破，已经达到甚至超过普通照明光源的发光效率。为进一步改善照明光源质量，通过色温的变化实现类太阳光色温变化的智能光源，采用红绿蓝三基色发光二极管，基于理论计算按照不同比例的三基色搭配，在实验中测试得到一个不同色温配比的数据库。并将数据库植入控制程序中，然后通过控制程序自动调取不同配比，最终实现不同时间段色温动态变化的照明光源。实验结果表明，本照明光源可以实现从2300~7000 K的宽色温范围，实际色温与理论计算相符，基本实现了类太阳光动态色温变化趋势。

数字微镜器件（DMD）可以控制其中每个微镜的偏转状态，相对于其他光分束器件，它可以构建出点光源大小可变、间距可调的柔性阵列光源。在前期研究的基础上，理论上推导出该阵列光源可以用于并行共焦测量，改进了测量光路，并结合实际使用找到了合适的阵列光源参数，获知了并行共焦测量系统的纵向分辨率与点光源大小的关系，最终通过对实物的测量较完善地阐述了基于DMD的并行共焦测量系统。

在无测量电路中，提出两位纠错量子电路的概念。构造出纠两位错的量子编码方案及量子纠错电路，此电路可以同时纠正量子信息中的一位错、两位错，突破了以往量子电路只能纠正一位错的局限。引入编码电路编码输入信息的辅助位，根据辅助位的不同判断输入信息的不同量子状态。在设计七量子位的纠错电路过程中，提出了模块化思想，以五量子位纠错电路为基础模块构建纠错电路，简化了多量子位纠错电路的设计过程。

研究了二能级原子在高Q腔中与对相干态光场发生非简并双光子相互作用过程的辐射谱和腔场谱。给出了弱初始场条件下辐射谱和腔场谱的数值计算结果，讨论了对相干态光谱结构的量子特性。研究结果表明，高Q腔内对相干态光场的平均光子数和两模光场平均光子数之差对辐射谱的峰位和腔场谱的峰高影响较显著，而对辐射谱的峰高和腔场谱的峰位影响不明显。固定两模平均光子数差，原子辐射谱可以在强初始场条件下出现“拉比劈裂”，这对于实验中测量拉比频率以及测量原子与腔场的相互作用强度具有重要价值。两模平均光子数差的改变可以调制腔场谱结构。

提出了基于梯度的信息散度的光谱区分方法[SID(SG)]。首先通过求取光谱梯度进行局部特征区分，再通过求光谱梯度的信息散度进行整体比较。采用仿真光谱和实际测量光谱，比较了SID(SG)与其他方法的光谱区分能力。利用相关光谱区分熵(RSDE)作为评价标准对实验结果进行了量化评价。SID(SG)方法的RSDE值分别是1.2849和1.5184，均为两组实验中几种方法的最小值。实验结果表明了SID(SG)方法相对于其他几种方法在光谱区分能力上的优越性。

为研究分析典型的偶氮和非偶氮染料的荧光特征，采用三维荧光(EEM)光谱技术对酸性橙Ⅱ、靛蓝胭脂红及脱除偶氮键的酸性橙Ⅱ分别进行检测分析。结果表明，典型偶氮染料酸性橙Ⅱ的荧光强度极弱，而典型的非偶氮染料靛蓝胭脂红具有很强的荧光强度，从而可以利用三维荧光光谱技术快速鉴别实际染料废水中是否含有非偶氮染料；同时发现偶氮键具有荧光熄灭剂的作用，导致酸性橙Ⅱ荧光强度的大幅降低，当通过电芬顿氧化作用脱除酸性橙Ⅱ的偶氮键后，其荧光强度明显增强，该现象为偶氮染料的独有特征。

采用直流磁控溅射工艺，使用掺铝氧化锌(AZO)陶瓷靶，在玻璃基底上制备出具有c轴择优取向的AZO透明导电薄膜。运用共焦显微拉曼光谱仪对AZO陶瓷靶的微结构进行了表征，对在不同基底温度下沉积出来的薄膜运用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外可见光分光光度计和四探针测试仪等分别进行了结构和光电特性的表征。结果表明，随着基底温度的升高，AZO薄膜的晶粒逐渐增大，c轴择优取向加强，结晶状况变好；AZO薄膜的吸收边发生蓝移，折射率降低，而薄膜厚度则有所增加，光学禁带宽度增大；AZO薄膜的电阻率降低，但在基底温度达到350 ℃后电阻率就趋于稳定。

综合考虑纳米硅结构薄膜的特殊性质，如量子限制效应、光学带隙和光跃迁振子强度对纳米硅粒径尺寸的依赖特性以及光吸收的温度依赖特性等，引入了一个解析表达式来分析具有一定粒径尺寸分布的纳米硅结构薄膜光吸收。结果表明，随着温度的增加，纳米硅结构的带隙减小，吸收光谱曲线整体向上平移，这种温度依赖关系与体硅基本相同。纳米硅结构薄膜光吸收拟合结果与实验数据的比较分析表明，该光吸收模型能够很好地解释纳米硅薄膜在吸收边范围内的光吸收。

在Ar和O2气氛下采用直流反应溅射制备了NiOx薄膜，利用X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱技术（XPS）对薄膜的晶体结构、Ni离子在不同化学态的结合能进行了表征。NiOx薄膜的扫描电子显微镜（SEM）照片表明薄膜有较好的晶体结构，晶粒尺寸为10 nm左右。NiOx薄膜中Ni元素是Ni2+和Ni3+混合价态，薄膜颜色为淡棕色，NiOx表现出阳极电致变色特征，其电致变色的行为是由于Li+和OH-在NiOx薄膜中的注入和拉出引起的Ni2+和Ni3+发生转化所致。通过电致变色动态测试对样品的电致变色性能和相应的响应时间进行了研究，讨论了沉积气压与NiOx薄膜的电致变色性能之间的关系。当沉积气压为3 Pa时，所制备的NiOx薄膜样品具有较好的电致变色性能，其在可见光范围的平均调色范围为47%，着色时间为9 s，漂白时间为1 s，具有较快的响应时间。

结合太阳能光谱对β-FeSi2薄膜的光子吸收系数进行了整理分析，对β-FeSi2薄膜太阳能电池的吸收层厚度进行了分析和理论计算。结果表明，在理想高质量β-FeSi2薄膜的条件下，为获得90%的太阳能辐射吸收率,β-FeSi2薄膜太阳能电池的吸收层厚度至少在200 nm以上，其最佳厚度区间为200~250 nm ，此计算结果与报道的实验结果一致。同时，获得了反映β-FeSi2薄膜太阳能电池的吸收层厚度与光子波长之间关系的计算公式。

通过视觉匹配实验获得显示器(CRT)与打印体之间相同与不同色温下一组对应色数据，采用偏差分析了实验数据的可靠性，利用实验数据与已有的跨媒体对应色数据对Von Kries,CMCCAT2000和CAT02三种典型色适应变换和CIECAM02色貌模型的表现进行了评价和比较。结果表明，Von Kries与CMCCAT2000色适应模型表现相同，CMCCAT2000色适应变换模型的表现好于CIECAM02色貌模型，CIECAM02色貌模型的表现要好于CAT02色适应变换模型。结果与三种色适应变换和CIECAM02色貌模型在同种媒介中的表现不一致，这与模型改进过程中选择的数据以同种媒介对应色数据居多有关，而实验获得的对应色数据和对色适应评价结果将为跨媒体颜色再现中色适应模型及色貌模型的改进提供依据。

塑料物证在案件分析中起着重要的作用，如何高效准确地辨别塑料的种类和来源是物证分析领域备受关注的技术。提出了利用塑料对应的“指纹”X射线能谱对塑料进行无损溯源分析的方法。为了得到塑料对应的“指纹”X射线能谱，研制了平行束毛细管X光透镜（PCXRL），设计了基于PCXRL和实验室普通X射线光源的X射线荧光谱仪，该谱仪的最小探测极限在1~35 ng/cm2的范围内，在17.4 keV时，PCXRL整个束斑的直径为3066 μm，整个束斑的放大倍数为12.7，在束斑中心有个强度均匀分布的“坪区”，该“坪区”的直径为570 μm，该处的放大倍数为47.5，这便于高效准确地对各种尺寸的塑料进行溯源分析。实验证明PCXRL在塑料物证鉴别技术中有着潜在的应用价值。

在原有X射线脉冲星导航地面模拟系统的基础上，提出了新的方法，对该系统的时间分辨率与时间精度进行了优化，进而提高航天器导航的精度与实时性.所采用的具体方法为：1)改进基于微通道板（MCP）的光子计数探测器；2)采用高精度的时间测量系统。比较改进前后的探测系统拟合的脉冲轮廓，分析改进后系统的MCP增益对脉冲轮廓探测的影响。实验结果表明，在同样的实验条件下，改进后的探测系统计数率更高。改进后的探测系统在每块MCP工作电压为-800 V时， Bin的值为1.5 ms，积分200 s后能够得到较好信噪比的脉冲轮廓。