大模场光子晶体光纤具有无截止单模运转和大模场面积特性，可以克服由激光功率密度过高引起的非线性效应对高功率系统尤其是超快脉冲系统的限制。近年来它在高功率光纤激光器、高功率光纤放大器、高功率能量传输以及高灵敏度传感器等领域引起广泛关注。回顾了大模场光子晶体光纤的研究历程，从大模场光子晶体光纤的特征参数、结构设计方法和应用热点等方面总结了大模场光子晶体光纤的研究现状，最后对其发展前景进行了展望。

激光凭借其穿透性和高强度的独特优势，已在加工领域得到广泛应用，但为了实现激光加工的高效率、高精度指标，需要对激光进行空域整形和时域整形。空域整形技术主要是基于折射原理、衍射原理或偏振原理的整形技术，时域整形技术主要包括脉冲压缩技术和脉冲序列控制技术。

主要对目前国际上研究较多的几种透明导电薄膜，如金属膜、透明导电氧化物(TCO)薄膜(In2O3基、SnO2基、ZnO基及TiO2基薄膜)、p型材料及多层膜的性能、制备工艺、研究现状及最新进展进行了较为详细的阐述。介绍了一些较为特殊的透明导电薄膜材料。展望了透明导电薄膜未来的研究方向及发展前景。

微全息存储是按“位”进行信息存储的技术，所存储的每个全息图代表1 bit的数据信息量。该技术采用两束相向传播的高斯光束在其焦斑范围内干涉，存储材料将干涉图样记录下来形成微米大小的全息图。结合适当的混合复用技术有望在CD尺寸的存储介质盘内实现1 TB的存储容量。微全息存储器的系统结构和传统的光盘系统类似，与现有光盘存储技术和驱动系统的兼容性好。阐述了微全息存储的基本概念和原理，从存储材料、复用技术和实现的存储密度以及微全息存储系统等方面综述了微全息存储技术的发展和目前所取得的成果，指出了其未来的发展趋势。

回顾了“激光钻”的发展历程，归纳总结了牙硬组织的光学性质及牙硬组织与激光的相互作用方式和机制，综述了激光在牙釉质、牙本质、牙结石和牙槽骨等硬组织上的应用研究动态和最新进展，并对其存在的问题及发展趋势进行了探讨。分析表明：硬组织激光消融技术在牙科存在广阔的应用前景。

光纤激光器可分为基于非线性效应的光纤激光器和基于稀土离子受激辐射的掺杂光纤激光器。按照掺杂元素的不同，光纤激光器可以分为掺镱、掺铒、掺铥和掺镨等光纤激光器。针对稀土掺杂飞秒光纤激光器的最新研究进展进行了分析和总结，并给出了各种飞秒光纤激光器的优缺点和未来需要解决的问题，为稀土掺杂飞秒光纤激光器的优化设计提供参考。

基于受激布里渊散射的布里渊动态光纤光栅(BDG)是近几年提出的一项新技术，相比于传统的光纤光栅，具有读写分离、位置可调、光谱可调和快速重构等优势，是光纤通信及传感领域最活跃的研究热点之一，尤其是在分布式传感领域可同时获得高空间分辨率和高测量精度，打破了传统时域系统中声子寿命的限制。从技术发展脉络综述了BDG的研究现状与最新进展，重点介绍了基于BDG的分布式光纤传感技术与应用，并就目前该领域存在的主要问题以及技术发展的主要趋势进行了探讨。

光声光谱技术是一种研究物质吸收光谱的新技术，已经成为分子光谱学的一个重要分支。作为现代生物医学领域研究的一种有力的分析工具，光声光谱技术克服了组织散射特性对测量结果的影响，为生物组织样品的研究提供了一种灵敏度高、样品可不经预处理的无损有效检测方法。简述了光声光谱技术的基本原理、实验装置，重点介绍了光声光谱技术在现代生物医学领域研究中的最新应用情况。

介绍了中国气象局南京综合观测基地拉曼瑞利米氏激光雷达(RRML)系统。为了获得对基地上空气溶胶的可靠观测数据，利用该系统米氏通道回波信号对南京北郊对流层气溶胶进行观测，反演得到不同天气条件(晴、多云)下的典型气溶胶消光廓线，观测了一次无风时气溶胶扩散过程。分析了南京北郊气溶胶光学厚度随时间、风向的变化特征。观测南京地区多云天气的云底高度和层云内部消光结构，并对层云进行实时监测。结果表明：利用激光雷达能够很好地对气溶胶实现监测，多云或者有污染天气气溶胶光学厚度明显偏大，全年气溶胶光学厚度先增大后减小，同时由于地理位置原因，对流层气溶胶光学厚度受到偏南北方向风影响较大。对层云的观测表明层内部的消光结构呈现对称和不对称两种情况。而通过对气溶胶的监测发现，在无风时，边界层处气溶胶向下扩散，使得整个边界层内下方气溶胶消光系数增大，而整个边界层内光学厚度保持不变。

涡度相关系统是测量水、热和痕量气体通量最直接和最可靠的仪器。基于可调谐半导体激光吸收光谱原理，设计了一种用于测量大气边界层痕量气体通量的新型开路式气体分析仪。通过选择不同的吸收线，可以测量不同痕量气体通量。以4990 cm-1二氧化碳吸收线为例，实验表明，该气体分析仪的采样频率可以达到10 Hz以上，与基于非分散红外原理的涡度相关系统气体分析仪Li-7500对比，测量精度相当，可以达到5×10-7。该分析仪的频率和精度满足构建涡度相关系统的仪器要求，可以用于边界层痕量气体通量的测量。

介绍了一种新的CO2探空测量方法。其原理是利用比尔歩格朗伯定律，使用非分光红外法，通过选择合适的红外光源和红外探测器，设计了合理的电路，在定标的基础上将测量的光强转换成CO2浓度，制作出可用于探空测量的实验装置。通过与EC9820型CO2分析仪的地面对比实验，结果表明，连续24 h测量的误差范围在-10×10-6~10×10-6，平均误差为3.76×10-6，验证了设计的可行性，基本满足了大气CO2探空的精度需求，为进一步研制CO2探空仪提供了参考。

报道了一种输出波长为1080 nm的分布布拉格(Bragg)反射(DBR)短腔单频光纤激光器。该激光器采用1.4 cm长的自制高掺Yb3+磷酸盐玻璃光纤作为激光介质。最大输出功率达到90 mW，斜率效率为36.6%，1 h内功率抖动小于0.05%，边模抑制比达到69 dB，线宽小于10 kHz。在大于2 MHz高频段，相对强度噪声值小于-120 dB/Hz。

远程抽运光放大技术已广泛应用于超长跨距光传输系统。在介绍超长跨距光传输系统远程抽运光放大技术的设计方案基础上, 得出了远程增益单元的增益和噪声指数与远程抽运光放大系统输出光信噪比的关系。从选择掺铒光纤、采用反射镜和设计隔离器位置等三方面对远程增益单元(RGU)的结构设计进行了理论分析和实验研究，比较了不同方案下的远程增益单元的增益与噪声指数，通过优化光路设计，提出了不同抽运功率和信号光功率条件下的最佳远程增益单元光路结构。结果表明，选用低浓度的HE980掺铒光纤、采用高反射率和低插损的反射镜及设计合适的光隔离器位置，远程增益单元的增益和噪声指数能得到明显的改善。

设计了一种新型的闭环双向三激光器混沌保密通信系统，驱动激光器基于延时外光反馈，两个参数完全相同的响应激光器在自身延时反馈和驱动激光器的驱动下实现混沌同步。建立了相应的理论模型，研究了系统的分岔特性、同步性以及内部参数失配对其同步性能的影响，并与不含自身光反馈的开环系统进行了比较。研究结果表明，当系统参数满足一定条件时，两个响应激光器的关联极值接近于1，而驱动激光器和响应激光器的相关性很小。与开环系统相比，该系统的载波带宽拓宽了约1.99 GHz，对参数失配比较敏感并具有更好的保密性能。

相干合成技术是获得高功率、高亮度激光输出的有效途径之一。互注入锁相是获得相干合成的被动方式。理论分析与仿真模拟了角锥的相干特性，提出了基于角锥棱镜的脉冲固体激光束相干合成方案。开展了两路脉冲固体激光束相干合成和六路脉冲固体激光束相干合成的实验研究。得到了超过 255 mJ的合成激光输出，功率合成效率接近80%，可见度约为0.5。研究表明，该方法结构简单，是获得多路激光相干合成输出的有效方案。

报道了结构紧凑、输出稳定的473 nm连续全固态蓝光激光器。模拟分析了LBO晶体长度与激光输出效率的关系，选择了最佳长度为10 mm的Ⅰ类相位匹配的LBO晶体。当抽运功率为3 W时，获得了210 mW的473 nm蓝光激光输出功率，光光转换效率为7%，激光输出功率起伏小于3%。

为了进一步理解微通道内气液两相传质过程机理，利用激光全息干涉条纹与流体折射率以及折射率与流体浓度的关系，采用激光显微全息干涉测试系统对微通道入口处Taylor气泡形成过程中的液相侧浓度分布进行了测定。微通道尺寸为深100 μm，宽2000 μm，长4 cm。气相采用CO2，液相使用无水乙醇。利用图像采集系统对干涉条纹的变化过程进行实时记录，并利用自编图像处理软件对干涉条纹图像进行处理，得到了Taylor气泡形成过程中液相侧浓度分布和近界面浓度边界层厚度。结果表明，在Taylor气泡形成过程中有较强的传质发生，液相近界面浓度和浓度边界层厚度均随着气液相流速的增大而减小。结果显示，利用激光显微全息干涉测试系统，对微观尺度通道内部的气液传质过程进行实时测定研究，可得到清晰的图像和满意的结果。

实现了利用铯原子圆二向色性激光稳频(DAVLL)技术保证频率的非共振锁定并连续可调。介绍了DAVLL技术用于稳定激光频率的基本原理，指出由于Cs原子复杂的能级结构，导致简单的DAVLL技术此处不再适用，并且发现稳频曲线的零点与磁场强度的大小有关；利用饱和吸收光谱测量磁场对DAVLL谱线鉴频零点的影响，发现激光频率在以Fg=4→Fe=5跃迁红失谐105 MHz为中心50 MHz范围内线性可调，频率稳定度可达3 MHz。

实验利用1064 nm NdYAG纳秒激光器诱导击穿脐橙样品产生等离子体光谱 ,用八通道光纤光谱仪测量脐橙的激光诱导击穿光谱（LIBS）特性，通过鉴别分析，选取铅的(PbI 405.78 nm)特征谱线作为分析线，测定不同铅浓度下的特征谱线强度，根据谱线强度与浓度的关系，建立定标曲线。实验结果表明，脐橙中重金属铅元素含量较低时，其光谱谱线强度与浓度呈线性关系, 其拟合度为0.95；脐橙中重金属铅元素含量较高时，等离子体发射光谱的谱线存在自吸收现象，使其定标曲线向下偏移趋势，呈现曲线关系, 其拟合度为0.98。LIBS技术还可以快速分析出水果样品中重金属元素的相对含量，能实际应用于与食品安全相关的领域。

在灯泵Ce:Nd:YAG双掺晶体水冷激光器中，用高损伤阈值的新型电光晶体硅酸镓镧（La3 Ga5SiO14）作为Q开关，采用场效应管快速Q开关驱动电路，实现了20 Hz脉冲重复频率的稳定1.064 μm基频激光输出，在基频激光腔外设计了光参变激光谐振腔，用KTP晶体进行光参变转换，基于Ⅱ类非临界相位匹配条件，实现了1.57 μm人眼安全激光输出。研究了YAG晶体棒安装应力对1.57 μm输出的影响，发现由应力引起的双折射效应可使光参变转换效率严重降低，分析了效率降低的原因，给出了等效应力与光参变转换效率的关系曲线，测试得到所设计激光器的光参变转换效率最高点，在20 Hz脉冲重复频率下，当1.064 μm激光脉冲能量为220 mJ时，1.57 μm激光脉冲能量为109.3 mJ，最高达到了近50%的光参变转换效率，脉冲宽度为4.3 ns，束散角为8.1 mrad，此时电抽运注入为11.3 J，总电光效率为0.96%，进一步增大1.064 μm激光能量时，光参变转换效率会缓慢下降。激光器输出稳定性优于5%，结构紧凑，通过了温度、振动、冲击等主要环境试验技术指标考核，实现了工程化应用。

研究了周期性极化铌酸锂(PPLN)晶体内倍频和电光耦合的级联过程，发现引入另外一束光波，可以改变晶体内原有的三个光波的能量耦合过程。模拟结果显示，通过改变外加光波光强，可以实现对三个光波的强度和二次谐波偏振态的调制。研究结果对于同时实现倍频和信号调谐非常有益。

对一款大功率LED太阳花散热器(RHS)进行了热阻建模、工作温度测量和软件仿真。依据传热学基本原理建立热阻模型，采用数字温度表进行温度测量，借助专业电子产品热分析软件Icepak进行模拟仿真。在误差允许的范围内，散热器温度的实验值与理论值保持一致，证明了利用Icepak进行软件仿真的可行性与可靠性。在此基础上，运用控制变量法，以散热器最高工作温度为目标，利用Icepak软件对散热器的肋片数量、铝板直径和铝板厚度进行优化，为该散热器的结构优化提供了参考。

针对复合式抛物面聚光器(CPC)无法在TracePro软件中直接建模的不足，结合TracePro软件特点，对CPC关键参数进行了分析，通过数学模型对参数之间的几何关系进行了推导，得出了计算公式，实现了CPC在TracePro中的建模。将CPC设计成反光杯应用于LED灯具中，可方便地进行光学模拟和分析，进而有效地缩短产品开发周期和开发成本。为CPC设计提供了数学依据，通过建模验证了该方法的可行性，有效提高了设计效率。结果表明，用通过该方法设计出的CPC做成的LED反光杯，可以极大地提高灯具的发光效率。为其在照明领域的发展应用提供了更好的使用价值和前景。

建立了基于注入式PIN结构的亚微米硅基波导光学相位调制器模型，对该调制器模型的光学特性和电学特性进行了理论分析和仿真，确定了器件的单偏振单模条件。在此条件下，重点分析并讨论了在不同结构参数与掺杂条件下器件调制效率的变化特性。结果表明，通过减小外脊高、增大掺杂浓度、减小波导区到掺杂区的距离、增大掺杂深度等均可有效提高器件的调制效率。在此基础上确定了器件的最优结构参数，结果表明其相位调制效率可达到19 rad·V-1·mm-1，3 dB带宽大于1 GHz，同时该调制器还具有结构紧凑、工作电压低、易于集成的优点。

在某些情况下长期服役，发现部分白光发光二极管(LED)器件表面出现黑色物质，影响了光的转换和取出。采用切割剖面、扫描电镜（SEM）和能量弥散光谱仪（EDS）等微区分析手段，辅以电流和温度加速应力实验，对部分老化后表面出现变黑现象的芯片进行分析,发现变黑样品的C与Si的原子数比是13.21，高于未变黑样品（8.45）。而有机材料在温度和光照条件下会发生降解碳化，这是LED封装失效的主要原因，与芯片本身无关，验证了高温是最主要的失效因素，光照影响也不可忽略。芯片和封装材料膨胀系数不匹配造成的界面应力、长时间蓝光照射引起的光降解和光热耦合作用造成了器件灾变性失效。

光电导天线(PCA)产生太赫兹(THz)辐射受光生载流子输运情况的影响很大。考虑到GaAs材料光电导天线两能谷效应，修正了德鲁德洛伦兹模型，得到了载流子输运情况并与经典扩散漂移模型仿真结果进行了对比。同时采用了时域有限差分方法(FDTD)耦合载流子密度，仿真太赫兹辐射时域波形，并与太赫兹时域光谱系统(THz-TDS)测量时域波形对比。结果表明，两能谷效应修正的德鲁德洛伦兹模型仿真辐射时域波形与THz-TDS测量波形吻合，14 μm和34 μm小孔径GaAs偶极子光电导天线在波长为800 nm，脉冲半峰全宽为30 fs，脉冲重复频率为75 MHz，平均功率为327 mW的钛宝石飞秒激光器照射条件下，GaAs材料衬底两能谷效应引起的载流子输运变化对THz辐射起关键作用。

为了得到超宽带、大功率太赫兹波，提出了基于时域波形的超宽带太赫兹波空间功率合成的基本原理。利用标准数据进行了基于多路延迟和波形变换的空间功率合成数值模拟实验，得到了太赫兹波空间功率合成相关数据。结果表明，在超宽带太赫兹波空间功率合成物理实验中，飞秒激光辐射到各光导天线单元脉冲前沿可以存在一定的延迟；在光导天线优化设计和制备过程中，应特别注意减小太赫兹波上升沿的波形误差。

得到了目标坐标系中电流元辐射近场的表达式，验证了该函数的正确性。在目标坐标系中将电流元的辐射近场、散射场等用球矢量波函数展开，利用球矢量波函数的正交性得到了展开系数并给出了其数值结果及物理分析。在天线近场照射下，得到了目标散射场的解析解，对所得结果进行了数值仿真，利用矩量法验证了结果的正确性。结果表明，天线近场照射目标时，目标上的电磁波为TE波和纵波，纵波是目标散射的主要因素，测量角θ对散射的影响较大。该方法可用于其他天线如相控阵天线等照射下目标散射以及目标电磁相互作用等领域的研究。

研究了不对称介质中载波包络相位(CEP)相关的超快多光子过程。研究发现，通过调节周期量级超短脉冲的CEP，能够实现对超快四波混频转换效率的有效控制。而且，进一步研究发现，入射脉冲的CEP能够被极化分子介质中产生的孤子脉冲“记住”，这一崭新的效应提供了一种测量未经放大周期量级超短激光脉冲CEP的新方案。另外，研究了半抛物量子阱(QW)中的载波拉比振荡效应的物理机制。