高重频被动调Q固体激光器可广泛应用于高精度激光雷达、微型激光光源、环境探测和微细加工等众多领域,近年来已成为窄脉宽激光研究的热点.当前,为提高激光器的性能所采用的主要技术手段为被动调Q 振荡器技术、被动调Q 高稳定性主动控制技术以及被动调Q 激光放大技术.本文从以上3 个方面出发,对国内外高重复频率被动调Q 固体激光器的研究进展进行了归纳与总结,介绍了各种技术的不同实施方式,并对高重复频率被动调Q 固体激光器的进一步发展及应用给予了展望.

增强石英音叉光声光谱技术作为光声光谱探测技术的一种，具有高灵敏度、高选择性、响应速度快的优势。增强石英音叉光声光谱技术采用可调谐石英音叉代替光声吸收单元和麦克风来实现光声信号探测，微共振管用来增强信号。分析并比较了三种音叉与微共振管耦合方式的增强石英音叉光声探测器，分析了影响系统信号强度与信噪比的因素，并总结了在参数优化方面的进展。在此分析基础上，介绍研制的小型化光声探测器装置和一种新型的太赫兹增强石英音叉光声探测器，并对其采用的定制音叉参数进行分析。随着新型中红外激光光源的应用，石英音叉光声探测装置会逐渐摆脱光束质量对其的限制，得到更广泛应用。

光电子镊是在介电泳基础上发展出来的一种新型微粒操纵技术,利用投影原理将光图案投影于具有光电效应的光电导层,产生虚拟电极,以此来实现对微粒的.相对于传统的介电泳操纵,光电子镊最大的特点是具有可灵活操控的虚拟电极,通过软件控制可以在光电导层的任意位置形成需要的光学图案从而达成灵活的操纵效果.阐述了光电子镊的实验系统和工作原理,并详细介绍了其研究进展和在微纳操纵方面的应用.

中红外相干光源在光谱学、遥感、生物和医疗以及**等诸多领域都有重要的应用前景和价值,而掺铒氟化物光纤(ZBLAN)激光器是实现2.7 μm中红外激光输出的有效途径之一。综述了2.7 μm掺Er∶ZBLAN 光纤激光器在连续激光输出、高功率脉冲激光输出、波长可调谐激光输出、以及调Q 和锁模激光输出等领域研究现况，并对其应用及发展前景进行了展望。

基于广义惠更斯理论及相干偏振统一理论，研究部分相干径向偏振光束在大气湍流中传输时，光源波长对光强分布，相干性、湍流强度、光斑尺寸及光源波长对偏振度(DOP)分布的影响。理论推导与数值模拟发现：部分相干径向偏振光束在大气湍流中传输时，光强分布受光源波长的影响明显，随着传输距离的增大，光强逐渐由空心分布演化为实心分布。光强完成这一演化所需的传输距离与光源波长有关，光源波长的减小，会造成光强由空心分布演化为实心分布所需的传输距离增大。另一方面，光束DOP 分布也与相干性、大气湍流强度、光斑尺寸及光源波长相关，在确定的传输距离处，光源相干性越高、大气湍流越弱、光斑尺寸越大及光源波长越短，DOP 随半径变化的曲线斜率也越大。随着光束传输距离的增加，这种趋势会逐渐突现。

以随机电磁-双曲正弦-高斯(ShG)光束作为典型的随机电磁光束,根据广义惠更斯-菲涅耳原理推导出随机电磁ShG 光束在大气湍流中的交叉谱密度矩阵元的解析表达式,用以研究随机电磁ShG 光束在大气湍流中的横向偏振度的变化.研究结果表明,随机电磁ShG 光束在大气湍流中传输时,横向偏振度的分布随位置的不同而不同,结构常数C2n 越小,或Sh 部分参数Ω0 越大,或互相关空间相关长度σxy (σyx ) 越大,横向偏振度的分布变为双峰状、平顶状、单峰状的传输距离越长.

热风对流式大气湍流模拟装置作为一种主要的大气湍流模拟手段有着广泛的应用,其所模拟的大气湍流与真实大气湍流相比在频谱特性与概率密度特性上的一致性一直鲜有人研究.采用同样的发射与测试设备分别在1、6 km真实大气链路与室内模拟装置内进行了长期的测量,并对其频谱特性和概率密度分布特性做了详细的分析.实验结果表明,对流式大气湍流模拟装置所模拟大气对于光强闪烁效应的模拟在频谱特性和概率密度分布特性上均与真实的大气相符.对于到达角起伏效应的模拟,在y 轴方向上,频谱特性与概率密度特性均与真实大气相符；但在x 轴方向上,由于模拟装置缺少横向侧风产生装置,频谱特性与概率密度特性均与真实大气有区别,概率密度分布无明显规律.

硅基液晶(LCoS)是一种新型可编程的衍射光学元件，已广泛应用于光学显示、通信与存储等领域。研究了LCoS 的光束衍射特性，并将其作为波长切换器应用于1×N 型波长选择开关中，成功实现了输入与任意输出端口之间的波长切换。利用光学标量衍射理论计算得到LCoS 上1 级光强分布及衍射效率与各物理参量的关系。结果表明：单位周期内相位阶数不低于10 时，衍射损耗可稳定控制在5 dB 内。在此基础上，巧妙设计了基于LCoS 的1×N 型波长选择开关(WSS)，利用LCoS 相位光栅设置的高度灵活性实现输出通道间隔的灵活可调。通道之间低串扰且独立可控。实验测得WSS 系统损耗为10 dB~14 dB。

针对布里渊光时域反射(BOTDR)光纤传感系统对传感距离和信号检测的要求，提出了一种基于Golay 编码和Simplex 编码的混合G-Simplex 编码技术，并混合使用G-Simplex 编码与叠加平均算法对BOTDR 信号进行了处理。结果表明，该方法在保证系统空间分辨率的情况下，采用一定的编码长度提高了系统的信噪比，增加传感距离；在去噪效果相同的情况下，可以增强脉冲响应强度，大幅度减少平均叠加次数，降低弱信号检测的难度。

多模光纤传输相干光时,光纤出射光场将形成散斑现象.振动光纤能够很好地抑制这种散斑效应.为了研究施加在多模光纤上机械振动和散斑抑制之间的相互作用,从模式耦合速率出发,分别建立振动幅度、频率、作用长度和抑制效果之间的关系,并通过实验对理论结果进行验证.结果表明：动态扰模下散斑抑制效果随振动幅度增加而改善,且与频率、作用长度呈现非线性关系,同时提出并使用模式耦合速率对散斑抑制进行定性评价,为研究人员利用动态扰模抑制多模光纤散斑提供理论依据和实验参考.

提出并实验验证了一种基于取样环的雪崩光电二极管(APD)增益调节与温度校正拉曼光纤温度传感系统，通过比较取样环在测温线与基线上的信号偏差对APD 进行偏压调节，维持APD 增益基本恒定，保证系统信噪比和稳定性；并在此基础上针对环境变化等不确定因素造成的不可避免的APD 增益波动，以该取样环信号为参考信号对测温曲线进行校正解调，进一步提升系统测温精度。实验证明，较之传统的拉曼光纤温度传感系统，这种基于取样环的APD 增益调节和温度校正方案能有效消除APD 增益变化对传感系统的影响，显著提升系统在信噪比、稳定性和测温精确性等方面的性能，具有实用价值。

光纤线管是光纤制导**系统的重要组成部分,由于组成材料热膨胀系数之间的差异,精确缠绕样式的光纤线包性能会随温度变化而发生显著变化.为保证光纤线包结构稳定性及性能可靠性,需要对光纤线管各组成部分进行温度性能匹配研究.本文提出了一种基于双CCD 相机的热膨胀系数测量系统.该系统采用非接触方式双光路成像放大采样,通过图像处理得出被试样品在某温度变化区间内的轴向膨胀量.利用该系统完成对脱轴裸线包、碳纤维芯轴、聚四氟乙烯调节层以及成品光纤线管的热膨胀系数测试分析,测试结果与理论分析和实际使用情况一致,验证了此试验测试方法的正确性与可行性.

针对现有高斯光学校正方法的不足，提出了基于像差约束模型的透射式光学系统像点横向位置失调的校正方法，推导了像差约束条件下零像差增量的校正方程，提出了校正透镜选择原则。以某光学瞄准镜为例，利用Zemax 软件仿真验证了方法的有效性。实验表明：该方法能有效降低校正过程中透镜位置变化对光学系统成像质量的影响。

针对利用液晶空间光调制器再现全视差计算全息体视图的过程中，再现视差图像分辨率较低的问题，提出了一种视角切片法。设定全息体视图平面与观察平面之间的距离为有限远，全息体视图上每一个全息单元由再现一个点变成再现一定宽度的视角切片。设定了视差图像、视角切片与全息单元频谱之间的对应关系，根据观察距离与全息单元尺寸计算了对应的视角切片宽度。基于液晶空间光调制器进行了全息体视图的再现实验，结果表明，视角切片法能够将再现视差图像的分辨率提高8 倍，清晰地再现视差图像的细节特征。并分析了再现距离对视角切片法全息体视图再现质量的影响。

根据射影变换中的交比不变性原理以及几何约束条件提出一种能够独立从单个圆的投影图像中精确定位圆心投影点的方法。任取圆上的割线，由调和共轭和交比不变的性质得到割线中点与无穷远点在图像中对应的投影点之间的关系。根据几何约束建立包含割线中点参量的方程组求解割线中点，进而得到圆心投影点的位置。相比在图像中直接将投影椭圆中心作为圆心投影点，该方法不存在投影误差。仿真实验结果表明该方法的精度与稳定性均优于椭圆中心法。实际实验结果表明该方法提取的圆心位置与利用多个圆之间关系提取的圆心位置一致，最大位置误差不超过0.8 pixel。该方法能够独立定位单个投影圆的圆心，适用范围更加广泛。

光电遥感相机由于受到大气湍流，成像离焦，机械振动等影响，导致获取的遥感图像呈现降质模糊状态，在对遥感图像进行复原处理之后，需要评估图像的复原质量。提出了一种清晰度评价方法，通过对图像进行骨架边缘提取，计算出骨架边缘对应的像素数目，并以此作为图像的清晰度参数，将降质图像与复原图像的清晰度参数作对比，得出复原后图像的清晰度提升率。通过对不同遥感图像的实验，验证了使用该方法进行图像清晰度评估的有效性与可靠性，同时证实了该方法具有抗噪声性能以及对弱振铃波纹的抑制效果。

基于小波变换的多聚焦图像融合中，融合方法、小波基和小波分解层数的选取是关键技术。研究一种基于区域能量的多聚焦图像融合方法，分析比较小波基、小波分解层数对图像融合结果的影响，利用熵、峰值信噪比、空间频率对融合图像进行评价。结果表明：提出的融合方法能够得到较好的效果，采用bior2.2 小波基、分解层数为4~6 时得到较好的融合效果，该结果能为实际应用中小波参数的选择提供参考。

电子散斑干涉技术(ESPI)中，基于偏微分方程(PDE)的滤波模型是一种重要的滤波方法。偏微分方程滤波模型中的微分算符通常利用差分近似表示。给出了中心差分、九点差分、高阶差分三种不同的差分格式。以典型有效的方向二阶偏微分方程滤波模型为例，分别利用三种不同的差分格式近似滤波模型中的微分算符，通过模拟条纹图、相位图以及实验条纹图进行了分析研究，结果表明，对于密度变化特别大的条纹图，采用高阶差分格式能够更好地平衡高密度区域和稀疏密度区域的滤波效果，九点差分和中心差分格式需要使用均值滤波做进一步的处理，中心差分格式处理速度最快，高阶差分格式次之，九点差分格式则最慢。

根据仿生偏振导航对天空偏振模式信息的需求，设计实现了一种利用具有180°视场的鱼眼镜头构建的偏振成像系统采集天空偏振信息，并将采集得到的平面二维偏振模式经Matlab 程序处理后还原为空间偏振模式分布，从偏振成像理论进行分析，并对所需要的实验设备进行标定，得到了实验中鱼眼镜头的成像公式及参数，并对所采集的图像进行视场校正。标定与校正后所得空间偏振模式分布与单次瑞利散射理论模型保持一致，且具有较高的相似度，其中偏振方位角相似度可达82.4%，偏振度相似度可达96.91%。

摄像机的品质参数直接影响到视频监控系统的整体性能，如何科学、合理、有效地定量评价其性能引起了人们的研究兴趣。表征摄像机成像性能的参数较多，且参数间相互制约、相互作用，因此，摄像机的成像性能评价是个较为复杂的综合性问题。分析了影响摄像机成像性能的主要参数：技术参数、功能参数、主观评价参数和经济参数；尝试采用层次分析法，将摄像机成像性能的综合评价分解成三个层次，构建了其综合评价模型，分析了各因素对于该模型的影响，并计算了其权重；给出了几种用于安防视频监控的1080P 数字球型摄像机的综合评价结果，期望能为视频监控系统的建设和运行维护提供有意义的参考。

介绍了一种受到视宁限制的光机系统的光学抖动,针对系统波前误差的中高频分量,引入功率谱方法,提出一种波前光学抖动的评价方法并将此方法应用于激光平面波前的实际检测结果,得出了该系统光学抖动的频域特性.该方法可对受视宁限制的光机系统的误差测量与分析有很好的帮助；同时,对光学系统波前质量的评价有一定的指导意义.

在可见光范围内,对消光光谱法颗粒测量技术中的病态性问题进行分析,对目标函数的极值情况和反演计算结果进行了计算讨论,并对标准聚苯乙烯颗粒进行了实验测量和反演计算.模拟计算和实验结果表明,在消光光谱法测量中,亚微米级颗粒的病态性表现得尤为严重,目标函数极值情况和反演结果对误差非常敏感,反演结果的稳定度和准确度较差.为保证测量结果准确性,应尽可能减小测量误差.微米级颗粒对应的目标函数极值情况和反演计算结果则较为理想.

三步空域准相移技术是一种单帧相位解调技术，适用于动态条纹相位分析。本文在已有的三步空域准相移技术的基础上，提出了一种改进的三步空域准相移技术。改进后，在计算每个像素点相位时，可以根据具体情况，灵活选择邻域范围，调节所使用像素点的个数，有利于噪声的隔离，避免误差的传播，从而提高动态条纹分析中相位解调的精度。

提出并数值分析了基于混合表面等离子激元(HSPPs)的新型金属-介质-金属(MDM)波导，这种波导是由介质纳米线两侧的金属三角楔形结构构成。在通信波长1.55 mm 情形下，基于有限元方法(FEM)进行了分析和数值计算，计算结果表明光波能够被限制在超深亚波长区域，并且相比于没有三角楔形的波导结构具有更长的传播长度。更进一步的研究显示出该三角形半导体波导具有尖端增强效应，在三角楔形的顶角为120°时，其传播长度提高了18%且模式面积减小为原来的65%，因此这种混合表面等离子激元波导可应用于激光器、耦合器以及光子集成电路的设计中。

为实现高效率、小型化、可调谐、室温下稳定运转的半导体太赫兹(THz)波源，提出了采用光子集成技术，将两个并联的分布反馈(DFB)激光器与无源多模干涉耦合器(MMI)集成，输出THz 拍频抽运光束的方案。两DFB 激光器的光栅布拉格波长设计偏调为4.8 nm(0.6 THz)，通过改变集成器件中DFB 激光器的注入电流进行波长调谐，每路DFB 能够达到3.9 nm 的波长偏调。将拍频光束通过单模光纤耦合到频域分辨光学门(FROG）中对THz 拍频光束空间拍频包络进行测量，在不同的DFB 区注入电流下，证实了集成芯片在0.184~1.02 THz 频率调谐范围内可室温连续输出用于产生THz 波的有效THz 拍频光束。

介绍了全正色散掺镱锁模光纤激光种子源及光纤放大器。系统包括利用非线性偏振旋转锁模的种子源和正向抽运的放大器两部分。实验中得到了平均功率为125 mW 的锁模激光种子源，其输出脉宽约为4 ps，重复频率为88.3 MHz。经过放大器放大后，平均功率达到3.5 W，脉宽为7.2 ps，单脉冲能量为39.64 nJ。

实验研究了抽运源抽运波长对激光器输出功率的影响。当抽运源的抽运波长为808 nm 时，单频1064 nm 激光的输出功率最高只有20 W，而当抽运源的抽运波长为888 nm 时，单频1064 nm 激光的输出功率可以提升至33.7 W。通过在腔内插入倍频晶体引入非线性损耗，激光器实现了稳定的单纵模运转。激光器的长期功率稳定性优于± 0.51% ，M2因子优于1.1。

利用重复频率为25 MHz 的飞秒激光刻写铌酸锂掩埋式光波导,研究了在激光作用中心及热影响区域的物质结构,采用650 nm 的激光进行端面耦合实验,观测刻写区域波导的光传输特性及损耗测量.研究发现,在激光刻写区域的上下两个部位分别形成了传输损耗低于1.5 dB/cm 的单模光波导,而刻写区域中心未形成波导结构且光传输性能较弱.拉曼分析显示,刻写区域上下两个部位形成了致密化波导结构,而刻写中心形成了大尺度的缺陷.

介绍了高功率980 nm 脊型波导半导体激光器的设计及制造。为了减少腔面处的光功率密度，设计了宽波导结构。利用常规工艺获得了最大500 mW 输出的器件，同时灾变光学损伤阈值达到了560 mW。

为研究半导体激光抽运碱金属蒸气激光器(DPAL)中抽运光和激光光束匹配对光-光转换效率和斜率效率的影响，在三能级速率方程模型的基础上，用介质内抽运光光强空间分布代替以往简化模型中所用的介质内平均光强，建立了考虑抽运光和激光光强的轴向分布的一维DPAL 计算模型和考虑抽运光和激光光强的轴向分布及抽运光在介质中聚焦引起的光强和光斑半径的分布的三维DPAL 计算模型。一维模型的计算结果表明，抽运阈值较简化模型结果减小，斜率效率变化不大。三维模型计算结果表明，当抽运光全部在激光的模体积内，斜率效率最大，因此在DPAL 实际运转中，优化抽运光的焦参数和激光腔参数，可以提高抽运光的转换效率。

设计了一套紧凑可靠的87Rb 原子干涉重力仪激光系统。该激光系统仅采用两台包含锥形放大器的半导体激光器作为光源，通过简单、巧妙的设置，实现原子干涉仪中所需的9 种频率的激光。系统中包含2 个电学伺服系统，用于实现激光的频率稳定和一对拉曼光的获得，其他频率激光均在2 束拉曼光的基础上通过声光调制器移频实现，满足对各束光的频率和功率的控制要求。整个系统设计紧凑，性能可靠。

基于广义惠更斯-菲涅耳衍射积分公式，推导出在激光间接驱动聚变装置腔柱内和腔柱内靶面上相干叠加的多束激光束投影焦斑光强度的解析表达式。着重分析了轴向距离、离焦量、入射角和聚焦F 数等因素对投射在腔内部横截面上的光斑光强分布的影响，以及离焦量、入射角、F 数和腔径大小对辐照在靶壁上的焦斑光强分布的影响。仿真结果表明，增大离焦量和聚焦F 数，辐照在腔柱内靶面上和垂直于腔轴切面上各投影光斑的光强变化变得平缓，且腔靶内表面上的光强分布均匀性变差，且增大聚焦F 数或增大离焦量，会使投影焦斑尺寸呈现减小的趋势。在腔壁上要获得均匀性比较好的光斑，跟腔径值和注入角度的选取有比较密切的联系。

激光热负荷研究的关键在于简易、可控、高效、准确地模拟实际工况下零部件表面所承受的热负荷温度场分布,为此采用一种非对称非均匀分布整形光束作为热源加载气缸盖表面,数值模拟的温度场分布与实际工况下一致,并进行气缸盖不同功率下的高周和低周热负荷试验.试验结果表明,采用温度控制和时间控制模式可以有效进行高低周热负荷试验,此结果可为后期疲劳分析奠定基础.

固体激光腔内放置薄膜偏振片对p 偏振光存在4%~5%反射,当激光器输出p 偏振光时,退偏损耗光束中包含较强p 偏振光,无法测得腔内光束真实退偏率。实验研究Nd:YAG 固体激光在输出p 偏振光时,薄膜偏振片对p 偏振光反射对腔内光束退偏率测量的影响。结果表明,当损耗光束中所包含p 偏振光不被剔除时,不同透射率所对应退偏率曲线间存在较大差异；而当剔除这些p 偏振光时,不同透射率所对应退偏率测量曲线趋于一致,测量结果可反映腔内光束的实际退偏率；在激光器输出s 偏振光时,其退偏率测量值与当剔除损耗光束中p 偏振成分后,输出p 偏振光Nd:YAG 谐振腔腔内光束退偏率测量值趋于一致。

在激光器的设计及使用过程中,观察到激光器安装板的结构对激光器输出功率的稳定性能够起到关键作用.在对安装板施加一定螺钉预紧力时,安装板的变形一般会导致激光器输出功率的大小出现不同程度的变化.为了减小安装板变形对激光器输出功率稳定性的影响,设计了3 种安装板结构,采用有限元方法分别模拟了施加一定螺钉预紧力时的变形情况,并实验测量了几种情况下的输出功率.模拟和实验结果均表明,相比未作处理或螺孔侧面开孔的安装板结构,采用开侧槽安装板的激光器的功率受螺钉预紧力的影响较小,是一种更为稳定可靠的激光器安装板结构.

采用光纤激光器焊接3 mm 厚AZ31B 镁合金对接接头，借助光学显微镜、扫描电子显微镜、拉伸实验机和显微硬度计对接头焊缝成形、微观组织及力学性能进行研究。结果表明，镁合金光纤激光焊接焊缝宽度窄且表面成形良好，焊接末段上表面和背部分别出现微量下塌和上凹。焊缝区为细小的等轴晶，热影响区组织相对母材发生粗化；沿焊接方向，焊缝区的晶粒尺寸逐渐增大。焊接接头热影响区硬度最低，拉伸试样的抗拉强度和延伸率可达母材的95.1%和89.3%，此时在热影响区以韧脆混合模式发生断裂。

为了降低强视差下移动相机运动目标检测的虚警率，提出了一种基于深度约束方程的运动目标检测方法。重点研究了二维图像坐标系到三维世界坐标系之间的关系，并根据图像深度信息和摄影几何原理，结合前后两帧图像和相机内部参数，提出了深度约束方程。深度约束方程包含了图像灰度信息和深度信息，利用深度约束方程可以有效地去除因相机移动产生的视差对目标检测的影响。利用该方法对实际的图像序列进行了分析与处理，并与相关算法进行了对比分析，实验结果表明该方法能够消除移动相机下由于视差造成的虚警，提高移动平台运动目标检测的准确性。

Ta2O5作为高折射率材料有着广泛的应用,由于具有不同的色散和吸收,以及不同的工艺条件,Ta2O5材料的光学常数会出现差异.介绍了一种采用电子枪蒸发并加以离子束辅助技术制备Ta2O5薄膜的方法,实验基于柯西模型(CauchyModel)对Ta2O5薄膜在近紫外到近红外的光学常数进行了拟合,并说明了Ta2O5材料在短波通滤光片中的应用.

基于平面波赝势密度泛函理论,研究了La,Ce,Nd 掺杂SnO2的电子结构和光学性质.计算结果表明,La 附近的键长变化最大,而Nd 附近的键长变化最小,这表明稀土掺杂SnO2 引起的晶格畸变与掺杂原子的共价半径大小有关.能带结构表明,稀土掺杂可使SnO2的带隙变窄.La 掺杂相比较本征SnO2,带隙减小了0.892 eV,Nd 掺杂在SnO2的禁带中引入了3 个能级.差分电荷密度分析表明,稀土掺杂使SnO2的电子重新分配且由于f 电子的存在使其离子性增强.La 原子失电子最多,Nd 原子失电子最少,这和计算的能带结果是一致的.光学性质表明,介电函数的虚部和吸收函数因稀土掺杂出现了不同程度的红移,这和计算的能带结果非常吻合.

研究了二阶涡旋光束在0 阶，1 阶贝塞尔晶格中的传播。贝塞尔晶格是通过无衍射贝塞尔光束在聚焦非线性介质中光诱导产生的，当晶格深度与外加电场强度相匹配时，在聚焦的0 阶，1 阶贝塞尔晶格中，能产生不同类型的稳定的环形涡旋孤子。仿真结果表明，二阶涡旋光在贝塞尔晶格中能够形成稳定的单环、多环涡旋孤子。

采用相位差异法应用于稀疏孔径系统的波前相位传感，对图像噪声引起的波前相位估计的准确性下降以及迭代时间较长等进行研究。采用二阶巴特沃斯低通滤波器对退化图像进行降噪处理，同时对滤波后的图像频谱和光学传递函数应用切趾法截取高信噪比的低频区域和与之相应的光学传递函数作为约束条件，推导了滤波切趾处理后的相位差异法目标函数的表达式。仿真结果表明，所提出的方法在不同强度噪声情况下，都能有效地降低噪声影响提高相位估计精度，同时缩减算法迭代时间。

简述了国内外磁流变抛光技术的研究历史和现状。介绍了磁流变抛光技术的抛光原理、特性及优点。着重阐述了长春光学精密机械与物理研究所近几年来在磁流变抛光技术研究方面的最新进展，解决了磁流变抛光的若干关键技术，主要包括：研制出一种新型磁流变抛光液，这种磁流变抛光液具有优良的流变性和较高的抛光效率；研究出一种基于矩阵代数运算模型的磁流变抛光驻留时间求解算法；为了增加去除函数(抛光区)面积、提高材料去除效率，研制出适合大口径非球面反射镜加工的带式磁流变抛光机。

为保证大口径平面面形的高精度检测，必须对大口径平面标准镜自身的精度进行严格控制。在考虑标准镜自身重力的作用下，通过有限元方法仿真分析了不同粘胶位置以及不同镜框支撑方式下参考面面形的变化。根据分析结果，设计了口径300 mm 的平面标准镜支撑方式，镜片采用12 点粘胶与镜框固定，镜框下表面采用旋转补偿的方式寻找最优支撑方案。对加工完成的Φ 300 mm 平面标准镜进行了集成装配，装配结果显示支撑引入的参考面面形变化约为1.294 nm[均方根(RMS)值]，与仿真分析结果吻合，并且满足大口径平面检测的检测需求。

非共线声光可调滤波器(AOTF)是一种利用反常声光作用原理制成的新型分光器件，其衍射信号的光谱分辨率和旁瓣是评价AOTF 性能的两个重要指标。阐述了通过两个AOTF 进行二次滤波的基本原理。实验证实了二次滤波法可使AOTF 衍射信号的光谱分辨率提高40.4%~3.2%和旁瓣抑制9.5570 dB 到13.2407 dB。研究结果表明用两个AOTF 进行二次滤波在声光滤波领域有着巨大的应用前景。

太赫兹量子阱探测器(THz QWP)是一种工作于太赫兹频段的光子型探测器。本文回顾了THz QWP 近几年在以下方面取得的主要进展：1) 通过考虑多体效应，解决了THz QWP 峰值响应频率精确设计及多量子阱能带结构的优化；采用自洽发射-俘获模型，研究了THz QWP 电子输运问题。2) 提出三种基于金属光栅的THz QWP 光耦合器，这些耦合器能有效改变入射光场的极化方向，使之符合量子阱子带跃迁选择定则，并使光场在多量子阱吸收区局域增强，提高耦合效率，从而提高THz QWP 的探测灵敏度。3) 在THz QWP 中，发现纵光学(LO)声子频率处反常光响应峰，采用LO 声子辅助光场局域增强模型解释了这一反常响应峰的起源。

采用有限积分法分析了可见光入射薄膜太阳能电池时，电池中金属纳米栅与半导体界面的场分布与能流密度分布，并结合实际太阳光谱分布，提出一种分析太阳能电池陷光能力的计算方法。利用该方法对金、银、铜、铝金属纳米栅的形状与几何参数变化条件下所激发的表面等离激元产生的陷光效果进行了系统研究。结果表明太阳能电池中采用金属纳米栅结构电极可以提高太阳光的有效吸收率；对金属立方栅、锯齿栅(三棱柱)以及圆柱栅结构分析结果表明，采用立方栅结构时陷光效果最好，而且利用铜材料立方栅格结构的陷光效果最佳。当立方栅格高度为30 nm时，总陷光比最高；而立方体栅格的栅格周期决定陷光比峰值位置，栅格长度决定陷光比峰值宽度。所得结果对后续基于表面等离激元的薄膜太阳能电池的设计具有一定的指导意义。

基于方波信号的磁光调制具有优良的特性，但存在信号畸变的问题，从理论上研究了它的机理。将方波信号通过傅里叶级数展开成不同频率正弦信号叠加的形式。在此基础上用麦克斯韦方程组和贝塞尔方程对各个频率正弦信号的长螺线管空间磁场进行求解，再把经过处理的各正弦信号产生的磁场迭代运算，最终从理论上求解出方波信号驱动时的长螺线管磁场。

针对高光谱小目标探测问题,利用两类高光谱目标探测算法对研究对象进行计算,包括完全自适应探测算法与半监督目标探测算法,并分析比较算法各自的性能.对于完全自适应探测算法,计算结果表明异常探测算法(RXD)与基于数据白化距离探测算法(WAAD)的性能要优于低概率目标探测算法(LPTD)和均衡目标探测算法(UTD).对于半监督目标探测算法,从接收机操作特性(ROC)曲线评价,基于椭圆轮廓分布的双曲线门限型目标探测算法(ECDHyT)的性能最优,这是因为基于椭圆轮廓分布的算法能够更准确地表征各种因素的影响.通过对两类算法的类间对比分析,证实即使少量有关目标光谱的先验信息都能够极大地提升高光谱目标的探测效率.

雷达回波信号的有效提取是影响后续膛内多普勒信号处理的关键环节，目前内弹道工程应用中通常采用手动截取，该方法的误差较大、精度较低。针对上述问题，提出了一种雷达回波信号的自动提取方法。首先截掉明显的无用噪声部分，然后根据短时傅里叶变换(STFT)时频分析方法结合多普勒原理求出整段信号的速度，并判断出最大速度点作为有效信号的终点，利用改进的多时窗能量比法判定信号的起点。仿真信号及实际信号的实验结果表明，该方法对有效信号起点与终点提取的平均误差为0.1875 μs。

为了提高激光诱导击穿光谱技术的检测能力和准确性，分别采用单变量分析和多变量分析方法[多元线性回归(MLR)]对样品中Cr 进行定量分析。分别利用CrI: 425.435 nm 和CrI: 427.48 nm 两条特征谱线进行单变量分析，并在5 种不同激光能量下获得了Cr 的检测限，结果表明谱线CrI: 425.435 nm 的分析结果要优于CrI: 427.48 nm，获得Cr 最佳的检测限为5.8 mg/g。利用多变量分析方法，研究了浓度预测值与浓度实际值之间的线性相关性，与单变量分析方法相比，线性相关性由0.98 提高到了0.99 以上；采用留一交叉验证方法，比较了两种方法的预测相对误差(REP)，单变量分析方法的REP 分别为6.73％和7.59％，而MLR 分析方法的REP 则为4.66％，结果表明激光诱导击穿光谱技术结合MLR 能够提高样品浓度预测的准确性。

采用磁控溅射方法在K9 光学玻璃基片上沉积一定厚度的铜薄膜，通过X 射线衍射仪、紫外-可见分光光度计、光栅光谱仪等检测铜薄膜结构、光吸收性质。检测结果表明：所制备的Cu 膜结晶度较好；Cu 膜的吸收波段较宽，半峰全宽为201 nm，但光栅光谱仪所得的吸收谱与紫外可见光分度计所得吸收谱存在差异：对同一金属薄膜，由光栅光谱仪得到的吸收光谱比由紫外可见分光光度计得到的吸收光谱，峰位产生了“红移”，且峰数不同，原因是光源的不同及实验仪器分辨率的不同。

采用激光诱导击穿光谱法(LIBS)检测保定周边三个产粮基地土壤中的重金属元素，并利用光谱定量法分析元素浓度。结果表明，三个基地中元素Cd 和Hg 的含量均未超过国家颁布的《土壤环境质量标准》(GB 15618－1995)中二类土壤标准。

激光沉积的类金刚石膜是红外窗口增透保护膜的极佳选择。采用波长248 nm 的纳秒脉冲激光沉积硅基底类金刚石膜，研究了不同脉冲能量对膜层光学性能、机械硬度及内应力等工程应用参数的影响。实验发现，随着准分子激光脉冲能量的提高，类金刚石膜样品的红外透射率和表面硬度逐步提高，表明高能量有利于沉积光学级类金刚石保护膜；但同时，膜层的内应力也随着激光脉冲能量的提高而增大，不利于膜层在基底上的附着，需要采用其他技术和工艺消除内应力过大的问题。分析结果为纳秒脉冲激光沉积类金刚石膜的研究提供了实践基础。

为实现超宽带的微波/毫米波测试，基于飞秒激光技术设计并搭建了一套光学谐波混频系统。该系统采用飞秒激光脉冲序列作为光载波，利用飞秒脉冲包络信号的高次谐波与被测信号进行混频，将被测信号下变频至直流进行进一步测量。由于飞秒脉冲序列特有的宽带谐波成分，该系统能够实现100 GHz 以上测试带宽。利用该系统分别测试了6.56 GHz 与100 GHz 的天线口面场的电场幅度分布，并与微波仿真结构进行了比较，实验与仿真结果吻合，验证了该设计的正确性。设计中采用的谐波混频器为基于泡克耳斯效应的铌酸锂电光晶体。