镁合金具有质轻、环保等特性，被誉为21世纪绿色工程材料，在汽车、摩托车、航天航空等领域有着广泛的应用前景，但焊接问题已经成为制约其应用的关键。和其他熔焊方法相比，激光焊具有焊缝熔深大、接头性能优良等特点，是镁合金焊接的理想方法之一。目前，两类典型的工业激光器，即CO2和Nd:YAG激光器都已用于镁合金焊接的研究。系统分析了镁合金激光焊的工艺方法、焊接材料、接头性能(主要为力学性能与腐蚀性能)以及冶金缺陷(主要有气孔和裂纹)，综述了近年来国内外镁合金激光焊接的研究现状，并对镁合金激光焊研究及应用的发展趋势进行了展望。

计算全息三维实时显示是目前国际光学领域的研究热点之一。综述了计算全息三维显示技术研究的现状。从计算全息三维显示的原理出发，简介了全息图计算的复杂度、再现像尺寸与视场角等参数的关系以及影响再现图像质量的主要因素。分析了各种获得高质量、大图像和宽视场角的全息三维实时显示技术方案，指出了其中存在的关键问题，并对全息三维实时显示的未来进行了展望。

为了满足航空航天、导弹制导、冶炼等一些高温领域的传感测量需求，国内外学者对高温光纤光栅进行了大量的研究工作。对已报道的主要的高温光纤光栅进行了综述，按照光栅结构、特点和所用光纤的不同，将其分为Ⅱ型光纤光栅、ⅡA型光纤光栅、化学组分光纤光栅、掺杂特殊离子的光纤光栅、结构变化型长周期光纤光栅等，逐类进行了说明并对它们的制作方法、高温特性、优缺点等进行了介绍和简评，并对其发展前景和应用进行了展望。

从“机载激光试验台”发展历程和最近美、德学者对“机载激光试验台”实战效应的评估结果上看，机载激光**在反导、反卫上具有良好的应用前景，但真正投入实战尚需时日。基于对最新动向和实验结果的认识，指出了当前影响机载激光**远程打击能力的主要因素。

近年来，随着太赫兹(THz)时域光谱系统的发展，THz波导作为用于THz波传输的器件一直都是研究的重点，而寻找低损耗的材料和可弯曲的结构一直是研究人员的目标。介绍了THz时域光谱系统的现状，并总结了传统波导技术应用于THz领域时的一些不足之处。重点介绍了基于三种不同工作原理的新型THz波导,并对比了各自的优缺点，这三种原理分别是金属面反射、介质界面全反射以及反共振反射。最后简要介绍了可弯曲低损耗THz波导的应用现状及后续工作方向。

随着太赫兹成像技术的发展，人们对太赫兹成像系统的成像性能如分辨率、成像速率、成像维度等均提出了越来越高的要求。为了消除衍射对太赫兹成像的影响，提高太赫兹成像系统所能达到的性能指标，许多学者已针对太赫兹数字全息技术进行了研究。首先对太赫兹数字全息的基本原理进行了概述，阐述并分析了目前国内外有关太赫兹数字全息成像的研究进展，这些研究显示太赫兹数字全息技术在提高成像分辨率、扩展成像维度等方面具有很大的发展潜力，且具备实时成像的能力，具有十分广阔的应用及发展前景。

建立了光子晶体光纤（PCF）型本征法布里珀罗（F-P）腔光纤压力传感器压力响应理论模型，讨论了各参数对压力响应灵敏度的影响，给出了Matlab程序理论模拟结果。鉴于PCF焊接工艺的困难，提出了利用外径不同的单多模光纤熔接构成的改进型单多模光纤复合本征F-P腔光纤压力传感器结构，建立了压力响应理论模型，分析了提高压力响应灵敏度的关键参数，并模拟了光纤外径对压力响应灵敏度的影响。通过对两种本征F-P腔光纤压力传感器的比较分析看出，改进型结构无论在压力响应灵敏度还是制作难易度方面都颇具优势。

采用Levenberg-Marquardt算法（LMA）对光纤法布里珀罗(F-P)腔的白光干涉光谱进行拟合；通过对光源光谱的高斯拟合处理和对LMA拟合参数范围的限定，提高了其对光源波动的抗干扰能力和腔长解调的分辨率；通过研究不同质量、数量的采样数据对解调算法的影响，比较LMA相对于相关法的效率优势；最后通过实验得到了装置综合标准偏差（1 nm）和光源功率波动下的LMA算法的标准偏差（0.2 nm）。

研究了基于机器视觉的三维重建技术。利用普通的数码摄像机拍摄图片，通过摄像机定标、特征点检测和匹配、基础矩阵和本质矩阵计算来实现图像的三维重建。采用张正友标定方法的相机标定工具箱实现了相机的标定，利用尺度不变特征变换(SIFT)特征点的检测和匹配方法进行了图像特征点的检测和匹配，采用RANSAC算法计算基础矩阵，最后利用相机内参数和由基础矩阵获得的本质矩阵重建物体的特征点，并进行纹理贴图。实验结果表明利用这些图像可以进行物体重建，并且能够很好地反映出物体的三维特征。

在很多实际应用中很难获得适当的图像训练集，但是单幅图像放大却是一个病态问题。利用图像局部结构的自相似性和可传递性，结合非下采样Contourlet变换(NSCT)的优点，提出一种基于自类推与NSCT的单幅图像超分辨率重建(SRR)方法。采用NSCT对源图像和退化图像进行多尺度、多方向分解，得到用于学习的各带通方向子带对，利用图像自类推技术生成高分辨率的各带通方向子带，与立方插值放大后的源图像进行NSCT重构得到超分辨率重建图像。实验结果表明，该方法可以独立进行，摆脱一般方法对训练结合的依赖，能产生更为合理的细节，视觉边缘更清晰，图像更逼真。

针对浅水目标探测这一难题，设计了一种基于距离选通技术的水下成像系统。系统围绕532 nm NdYAG脉冲激光器和选通式增强型电荷耦合器件(ICCD)摄像机搭建而成，并且采用激光脉冲作为系统同步控制的触发信号。采用基于现场可编程门阵列(FPGA)技术设计的同步控制电路，进行了距离选通水下激光成像实验。实验结果表明，采用激光脉冲触发同步控制电路的方法，可有效抑制激光脉冲抖动对系统同步控制精度的影响，从而克服水体表面反射和后向散射对成像的影响，提高了成像质量。在有效衰减系数为0.52 m-1的湖泊中，系统的成像深度可达到水下7 m，对于浅水目标的探测、识别非常有效。

调制传递函数(MTF)是评价光学系统成像质量的重要指标。根据光学传递函数测量的理论基础，以狭缝、刀口作为目标物，搭建了一套适用于工业用光学镜头的调制传递函数(MTF)测量、成本低、结构简单、精度高、稳定性好的测量光路，并根据光路特点编译了相关测量软件。测量软件根据自动聚焦的基本原理进行了自动调焦的开发，在兼顾效率和精度的前提下，分别采用爬山法和传统方法作为粗调焦和细调焦的调焦搜索算法，并根据不同物镜的成像特点采取不同聚焦函数进行聚焦判定。通过实验显示，该MTF快速检测系统具有良好的稳定性。

激光测月(LLR)具有测量距离远和回波光子少的特点，观测中需要适当更新回波探测器的位置以提高回波探测概率。采用现场可编程门阵列(FPGA)技术研制多步进电机同步控制系统，并结合VC++软件开发工具开发其计算机控制程序，最终实现回波探测器在xoy探测平面上位置的计算机控制。测试结果表明，两个步进电机可以各自单独运行或同时运行，使回波探测器可以单独沿着x轴或y轴移动，也可以同时沿着x轴和y轴移动，最小移动步长为2.5 μm，实现对探测器位置的精准控制。

在前期水面溢油偏振光检测方法的基础上，分析了液面反射光偏振状态在邦加球中的变化，给出了这种测量方法的物理分析。该方法以线偏振光作为入射光源，在入射光的布儒斯特角附近，利用反射光偏振状态在邦加球中轨迹的不同，达到检测不同种类油、水以及不同厚度油膜的目的。进一步以650,850,1064,1310,1550 nm 可见/近红外波长线偏振光以及不同油种做了实验，实验结果与物理分析一致。

根据纳米计量分辨力的要求，设计一套共焦法布里珀罗(F-P)干涉显微测头。系统光源采用保偏光纤直接导入，从F-P腔外入射。光路设计成便于减小光学共模噪音的差动形式。通过建立模型分析系统光学特性，得出反射平板的最佳反射率以及共焦结构对干涉条纹的影响。实验验证表明反射平板反射率为40%时可以使系统得到对比度高，信噪比好的干涉条纹；针孔光阑可以方便寻找测量透镜的焦点和减小杂散光的噪音；系统轴向分辨力达到0.2 nm。

激光雷达系统信噪比(SNR)直接影响了系统距离像和强度像的好坏。运用信号相关检测理论，分析了多脉冲积累下的非扫描激光雷达系统信噪比。考虑到雪崩光电二极管（APD）阵列、工作环境因素和激光雷达系统参数等，对多脉冲积累下的信噪比进行了仿真分析。在100个脉冲积累数目下，信噪比提高了9.35 dB，之后随脉冲积累数目的继续增加，信噪比提高的幅度不明显。研究表明：运用脉冲积累这一方法能够提高系统信噪比。

窄线宽半导体激光器广泛应用于雷达和传感等领域，因此窄线宽激光器的研究具有十分重要的意义。设计采用了电反馈的结构，从激光器发射出来的光经过一个专门设计的频率鉴别器，来稳定激光器的中心波长。光电探测器将频率鉴别器发射出来的光转化成电流，与激光器内部探测器的电信号比较，比较之后的差值反馈到激光器将激光器的线宽锁定在环路带宽范围内；从而将激光器线宽由原始的0.5 nm降低到0.08 nm。

以常见的三种类型的激光束，即非稳腔产生的环形激光束、稳定腔产生的高斯光束以及多路高斯光束的相干合成光束作为研究和讨论的对象，针对涉及能量集中度的应用，分析了现有各种评价指标的优缺点和适用性，并对评价指标定义中若干关键问题进行了分析计算。结果表明，激光束的亮度或靶目标上光斑能量密度是评价激光系统效能发挥的重要评价参数，该评价指标不仅可以用于衡量同一激光系统的光束质量，也可以客观地评价不同激光系统间性能优劣。

角漂移是微片激光器使用和优化设计的重要参数，但有关此类数据报道较少。基于四象限探测器和LabVIEW开发环境设计了一套测量激光器角漂移的测量系统。实现了对Nd:YAG微片激光器的角漂移的实时显示、读取和保存。测量了微片激光器激光指向角漂移的量级及变化规律，为微片激光器的使用和优化设计提供了理论依据。

利用有限元中的“单元生死”技术，通过ANSYS参数化设计语言(APDL)编程研究了长边扫描、短边扫描以及交错扫描方式对成形过程的热力耦合场以及残余应力分布的影响，并详细分析了各种扫描方式下，所选节点温度和热应力随时间的变化规律及残余应力沿各方向的分布规律。在与模拟过程相同条件下，实际成形实验所得结果与模拟结果吻合较好。

采用深紫外光致发光技术测量AlxGa1-xN半导体异质外延膜的禁带宽度，结合Material Studio软件中的CASTEP模块模拟计算AlxGa1-xN异质外延膜材料的弯曲因子，测定了AlxGa1-xN外延膜样品中的Al元素物质的量分数。结果表明，发射波长为224.3 nm的HeAg激光器能够激发AlxGa1-xN半导体材料产生发光现象。CASTEP软件模拟计算得到AlxGa1-xN的弯曲因子为1.01462±0.06772 eV，认为其弯曲因子在1.0 eV附近，由此可以理论计算得到具有Al组分梯度的一系列AlxGa1-xN外延膜样品中的Al元素物质的量分数。

利用基于拉氏变换的电流密度卷积（LT-JEC）时域有限差分（FDTD）方法处理等离子体复杂介质；同时通过引入周期边界条件，将无限大周期结构转换为单个元胞的有限区域的计算，实现了抽象模型向实际计算模型的转变，计算了以等离子为背景的二维等离子光子晶体的功率反射和透射系数。研究了二维等离子体光子晶体带隙特性随等离子体各参数变化的变化规律，为实际制作等离子体光子晶体提供了理论基础。

将主动被动同步法改进后，用于对长延迟状态下电光双稳态系统进行混沌控制和同步研究，分别采用单向驱动方法和驱动耦合方法研究电光双稳态系统的混沌控制和同步。数值模拟表明，在适当参数条件下应用单向驱动方法，驱动系统可以将响应系统控制到各周期状态，且驱动系统的状态决定了响应系统的状态；适当选取耦合系数和驱动强度，两种方案都可以实现驱动系统与响应系统之间的混沌同步。从同步效果上来看，驱动耦合方法所需耦合系数更小，可控的耦合系数范围比较广，同步效果更好。

从理论上研究了不对称双量子点系统内的Kerr非线性增强效应。系统内量子点间的电压隧穿效应，可以在两个不同的探测频率位置同时诱导电磁感应透明。调节隧穿电压及控制光场可以改变吸收性质，从而得到其中一个透明窗口内无线性和非线性吸收的Kerr非线性增强效应。分析表明，量子点间的电压调控引起的隧穿是产生Kerr非线性增强的关键因素。

硅基微通道板(MCP)的重要技术挑战之一就是如何在硅基上制作高深宽比的微孔阵列结构。采用光助电化学刻蚀方法研究硅基高深宽比微孔阵列制作技术。考虑到实际反应条件下的物质输送、刻蚀液浓度、光照条件、温度等因素的影响都体现在刻蚀电流与电压上，重点研究了电流、电压与微结构形貌之间的关系。通过空间电荷区的大小以及刻蚀电流与溶液浓度之间的关系，得到合理的刻蚀参数。在5 inch (1 inch=2.54 cm)硅基上制作出深度达200 μm以上的均匀深孔，得到大面积、高深宽比的均匀微孔阵列，满足微通道板对结构形貌的要求。

利用传输矩阵法研究了一维矩形受限光子晶体的反射谱。详细分析了TE和TM波各模式的光子禁带随矩形尺寸的变化规律。提出可以用矩形受限光子晶体实现电磁波最高模式的单模传输，尺寸越小越容易实现单模传输，其中X=1,Y=1的尺寸是最佳的结构。

简单介绍了射频识别技术(RFID)中间件及其研究现状，在研究和分析了现存食品追溯系统的局限和不足的基础上，提出设计了分层的RFID中间件体系结构，将中间件模块分成三层，并进行了深入的分析，此分层的中间件模型屏蔽了不同设备的差异性，集中管理分布的读写器设备，并按照一定的协议规则对大量的冗余数据进行过滤筛除，并从中提取语义信息；提高了各个企业、不同厂家产品的兼容性，更有利于应用于食品追溯系统中；利用发布-订阅模型实现更加有效、实时的信息共享机制。

在神光II九路装置上，利用谱色散匀滑(SSD)技术结合分布式相位板(DPP)技术，研究了激光焦斑在一维、二维谱色散匀滑下的分布。结果表明，一维谱色散匀滑使焦斑的焦斑通量对比度由0.7634[均方根（RMS）]下降到0.3685（RMS），结合二维匀滑下降到0.2638（RMS）；并结合各种评价方法对焦斑进行分析。实验为谱色散匀滑技术在神光II在线应用提供了参考。