作为一种新兴的无透镜相位恢复技术，叠层衍射成像大大提高了传统相位迭代恢复算法的收敛速度和抗噪能力，具有大视场、高对比度、高分辨率、无需标记、长工作距离、不丢失相位低频分量等优点，在多个领域得到了广泛的应用。介绍了量化相位显微成像领域的研究现状与最新进展，特别是传统叠层衍射成像术(CP)和傅里叶叠层衍射成像术(FP)的基本原理、技术进展及相关应用，着重介绍了快速FP及基于FP的荧光显微成像技术，总结了CP和FP目前面临的问题及未来的发展趋势。

石墨烯因其独特的能带结构和卓越的电光特性，成为近年来的研究热点。石墨烯与光纤结合构成的石墨烯光纤是研究重点之一。论述了石墨烯结构及其基本特性。石墨烯是一种由单层碳原子以sp2杂化轨道紧密堆积成的二维蜂窝状晶格结构材料，具有独特的零带隙能带结构，在机械、电学、光学和热力学等方面具有优异的特性。介绍了国内外石墨烯光纤器件的研究进展，及基于石墨烯光纤的激光器、调制器、表面等离子体共振传感器和偏振器的工作原理及器件特性，分析了石墨烯光纤存在的问题及发展趋势。

以二硫化钼(MoS2)为代表的二维过渡金属硫属化合物(TMDs)具有随厚度/层数变化的光学和电学性质，并且展示出独特的激子效应和较高的光学量子产率，在光电子器件中具有很好的应用前景。近年来，基于TMDs材料的光学性质和光电子器件的研究进展迅速，如通过电场、化学掺杂、缺陷等方式实现了对其光致发光(PL)的调控，并极大地提高了PL发射量子产率；基于TMDs边带异质结和垂直异质结的LEDs被广泛研究并获得了较高的光发射效率；以TMDs作为增益介质，并将其与微盘、光子晶体空腔等耦合实现了低阈值激光发射。从TMDs的结构和光学性质出发，总结了TMDs材料PL的调控手段及效果，并介绍TMDs中激光发射的研究进展，最后对基于TMDs的激光发展进行了展望。

以非球面为代表的复杂面形在现代光学系统中的应用越来越广泛，因为它比球面提供了更多的设计自由度，可用更少的元件达到更优的成像质量。然而非球面的多样性也带来了面形测量的难题，传统的零位测试没有灵活适应不同面形的能力。可变像差补偿技术对于提高检测柔性和效率具有重要意义。针对回转对称非球面的球差补偿，分析了部分补偿透镜、相位板组合和高次非球面单透镜等可变补偿方案；针对离轴非球面的像差补偿，分析了倾斜球面系统、Risley棱镜和双回转相位板的可变补偿方案；进而介绍了变形镜和空间光调制器(SLM)作为可编程补偿器用于波面干涉测量的研究进展。最后指出可变像差补偿技术面临的大范围和多模式像差补偿、回程误差补偿以及失调像差解耦三个主要问题。

介绍飞秒激光时空聚焦技术的基本原理，回顾了该技术在改善飞秒激光加工的分辨率、抑制加工过程中的非线性效应以及提高材料加工质量等方面的应用。重点讨论了脉冲前沿倾斜(PFT)、光强平面倾斜等时空聚焦飞秒激光脉冲的独特光场特性及其对材料加工产生的影响。介绍了时空聚焦技术在强场物理领域中的应用，并对该技术的适用范围进行了讨论。最后对该技术的特点和应用进行总结，并指明了未来的研究方向。

应变和温度等外界因素的变化会使光纤布拉格光栅(FBG)反射波的中心波长发生漂移。在应变传感测量中，根据中心波长的漂移量无法直接得到对应的应变量，这种应变和温度交叉敏感的问题严重制约着FBG传感器的测量精度和应用，阻碍了传感监测技术的实用化。为了消除温度的影响，各国研究人员根据不同算法、材料、封装结构等提出了多种解决方案。根据对温度的不同处理方法，将这些解决方案分为温度分离法和温度补偿法，并分析了每种方法的优缺点。

对南京地区大气气溶胶的光学特性进行了反演，讨论了影响大气气溶胶消光系数反演准确度的不同因素。采用不同的方法对信号进行去背景处理，找出合适的去噪方法；利用五点三次平滑、小波去噪、十一点平滑等方法对去噪后的信号进行再处理，找出可以得到准确反演结果的方法。分析了Klett方法中的后向消光对数比与参考高度处的消光系数对反演结果的影响，分别对k的取值范围为0.67~1.0、σm的取值在1×10-5 km-1附近的反演结果进行了分析，在Fernald方法中分析激光雷达比的取值(范围为20~70)对反演结果的影响。对Klett与Fernald两种方法的计算结果进行了对比，发现在大气气溶胶含量低的区域，两种方法反演结果有差别，而在大气气溶胶含量较高区域，两种方法反演结果几乎相同。

所有的光电探测器在受到激光辐照时都可能被损坏，对探测器的性能产生不利的影响。为了研究脉冲串激光辐照对光电二极管造成的损伤，建立了脉冲串激光辐照光电二极管的二维轴对称模型及热源模型，采用有限元软件COMSOL Multiphysics模拟了1064 nm毫秒级脉冲串激光辐照光电二极管的温度场分布。研究结果表明脉冲个数N为1,3,5,10,30的脉冲激光辐照下，达到光电二极管的熔融损伤阈值所需的脉冲能量密度范围为19.1~76.4 J/cm2。研究结果对毫秒级脉冲串激光在激光加工以及激光防护的应用方面具有指导意义。

传统宽带光源光纤光栅(FBG)传感系统的解调部分比较复杂，为了克服这一缺点，使用线性扫频激光器作为FBG传感系统的光源，并选定一个光栅作为参考光栅，将其他光栅作为传感光栅。根据传感光栅与参考光栅的反射信号时间间隔的变化，解调得到FBG反射中心波长的变化，解调过程非常简便。基于FBG传感系统进行了温度和光纤轴向拉力的测量实验，验证了该系统的可行性和正确性，也证明了该系统可单独或同时测量温度和光纤轴向拉力。给出了提高系统测量精度的途径，包括保证参考光栅的温度稳定以及使用扫频速率较小的扫频光源和采样速率较高的示波器。

提出了一种在锂离子电池制作过程中粘贴镀金光纤布拉格光栅(FBG)传感器的锂离子电池原位检测方法，该方法可用于采集锂离子电池的初始物理量。研究了将镀金FBG传感器埋入锂离子电池的位置及方法，分析了埋入镀金FBG传感器后电池的性能。对锂离子电池进行了充放电实验,并拆封了实验所用的电池样本。实验结果表明，镀金FBG传感器可用于一般环境下的温度采集；锂离子电池中FBG传感器的镀金层遭到腐蚀，导致FBG传感器的波长产生漂移，镀金层避免了裸FBG传感器的结构受到破坏，因此对FBG传感器重新标定后，可采集电池内部的温度。该研究为应用于锂离子电池原位检测的FBG传感器的选择提供了参考。

分析了同心球面光学整流罩内、外表面的球心与机载激光通信发射天线的万向节点不重合时，非对称的光学整流罩对通信光束远场发散角的影响。结果表明，在最大通信光束远场发射角约为54°的条件下，外部口径为200 mm、厚度为5 mm的K9球冠整流罩使口径为30 mm的通信光束远场发散角由126 μrad扩展到5.27~6.46 mrad，而仅由整流罩面形加工精度引起的通信光束远场发散角变化相比由整流罩光焦度引起的通信光束远场发散角变化十分微小，可以忽略不计。利用球面透镜补偿通信光束远场发散角的变化，可使通信光束在整个发射角范围内的远场发散角均小于600 μrad。

针对微纳光纤布拉格光栅(MNFBG)在应用中存在的温度依赖问题，数值模拟了被不同折射率液体包围的MNFBG的反射波长与温度的关系，并且制作了可更换封装液体的MNFBG用于实验研究。通过使用蒸馏水和不同折射率的匹配液封装MNFBG，得到了MNFBG反射光谱及其中心波长随封装液体温度的变化规律。研究发现，在相同的温度变化过程中，不同性质的封装液体会影响MNFBG反射光谱的形状和移动方向，改变了普通光纤布拉格光栅(FBG)在温度升高过程中反射光谱形状几乎不变但其中心波长线性红移的特性。封装液体的折射率和热光系数越大，MNFBG反射波长随温度的变化越趋于非线性。换用折射率和热光系数分别为1.456和4×10-4 ℃-1的匹配液体后， MNFBG反射波长的温度灵敏度为-50.3 pm/℃。MNFBG特性与环境液体、温度和FBG的尺寸有关，通过有效控制相关因素可以实现FBG在更多领域的功能化应用。

基于小波变换抑制偏置量，并利用初始图像消除噪声，进行非相干全息两步相移重现。给出了全息图重现及抑制偏置量计算的具体表达式。实验搭建了基于空间光调制器的非相干数字全息显微系统，给出基于三步相移技术和两步相移技术的数字全息图和重现结果，并对比了两种不同方法的两步相移重现结果。对荧光显微颗粒拍摄了两张全息图，并在不同平面实现了数字重聚焦。两步相移相比三步相移成像速度大大提高，为活体细胞动态三维成像提供可能。实验结果表明利用小波变换及初始图像能够更有效地抑制偏置量并消除噪声，在不增加相移次数的前提下，提高两步相移的再现像质量。

现有盲道分割算法是通过提取颜色或纹理特征，采用聚类等方法来进行分割，易受盲道类型和外部环境影响。针对此问题，从盲道整体特征进行考虑，引入学习的方式，提出了一种基于显著性检测和改进投影字典对学习的盲道分割方法。该方法首先利用显著性检测，对盲道区域进行粗定位；然后以图像块作为处理单元，通过所提出的稳健字典对学习算法进行字典学习；接着将粗定位后的图像分块在该字典上进行稀疏重构；最后按照重构误差进行分类，以达到分割的目的。实验结果显示，在盲道分割中，该算法相对于现有算法，无论是准确性，还是普适性都表现更好。

夜间图像去雾对夜间场景中的视频监控、目标识别等有重要应用价值。目前夜间图像去雾研究较少，且处理结果存在失真度高、细节模糊、稳健性差等缺点。针对以上情况，结合大气散射模型和夜间雾天图像成像特点，提出基于Retinex理论和暗通道先验的去雾算法。首先，根据Retinex理论求得夜间场景的有雾入射光图像和有雾反射光图像；其次，利用暗通道先验得到场景的无雾反射光图像；然后，分别根据夜间雾天图像和有雾反射光图像求得光源位置和景深，利用相机成像机理求得场景点与各光源的距离之和，进而求得无雾入射光图像；最后，利用Retinex理论复原得到夜间无雾图像。实验结果表明，本文算法不仅能彻底去雾，提高图像对比度，更能大幅度降低去雾过程中的颜色失真。

柱镜光栅式自由3D显示器的串扰问题和分辨率下降问题是影响其广泛应用的主要因素。采用定向背光方案，通过设计一种蝶形单元液晶显示屏光开关面板实现自由3D显示器的无串扰和无分辨率损失。详细推导了定向背光柱镜光栅面板的参数计算公式，给出了55 in(1 in=2.54 cm)4K 3D电视屏的定向背光模块结构参数，并采用TracePro软件仿真优化了设计参数。仿真结果表明，设计的自由3D显示器最低串扰小于0.01%，近似无串扰，并且与现有眼镜快门开关式3D视频图像完全兼容，图像无分辨率损失。

为了解决在用(0-1)掩膜和最小二乘迭代法处理局部高密度残差点包裹相位解包时，由于真实相位丢失、误差传递和过度平滑作用引起的相位解包精度低的问题，提出一种新的解包方法。采用(2k+1)×(2k+1)维亚像素离散高斯卷积核对高密度残差点区域进行掩膜处理，有效保留该区域真实相位信息。再利用调节度-最大相位梯度质量图定义四向最小二乘迭代法的权值，改善最小二乘迭代法的过度平滑作用，抑制误差在残差点区域的传递，有效提高该区域解包的精确性。实验结果表明，该方法能很好地解决局部存在高密度残差点的解包裹问题，快速有效地还原高密度残差点区域的原始相位。与传统最小二乘迭代法相比，在相同的迭代次数下，该方法高密度残差点区域的平均误差仅为最小二乘迭代法的10%，更适合于高密度残差点较为集中的包裹相位精确解包。

圆环标识在目标识别及定位中应用广泛，其定位精度很大程度上决定了三维测量系统的精度。为了消除由透视投影变换产生的离心偏差，提高圆环标识的定位精度，对圆环的离心偏差校正展开研究，根据已有的空间投影推导给出校正方法。首先同心圆环经过透视投影变换，得到中心分离的双椭圆，由双椭圆的中心和同心圆环半径信息，得到圆心的实际位置。然后进行同心圆环投影仿真实验，根据圆心定位结果分析偏心误差与圆环半径以及旋转角度的关系。最后利用显示器作为物平面显示不同参数的同心圆环，与相机构成实验系统对圆心测量精度进行评价。结果表明：此方法可以准确地获取圆环标识的真实投影点，且校正后，经标定的相机平均反投影误差减小为原来的50%。利用显示器验证圆环定位精度，与以前的标定板验证方法相比，圆环标定在操作上具有更好的灵活性与实用性。

为了去除拼接干涉检测中支撑对面形检测的影响，提出了利用最大似然估计法计算支撑造成的面形误差的方法。首先，保持支撑工装不动，旋转待测镜检测各子孔径面形；然后，用最大似然估计法计算出支撑造成的面形误差；最后，各子孔径面形数据减去估算出的支撑面形误差，利用拼接算法拼接出全口径面形。以全口径直接测量结果为基准进行对比实验，验证了该方法可去除支撑造成的面形误差，提高了拼接检测精度。

针对煤矿井下巷道掘进机位姿的测量需求，采用双激光标靶的图像识别测量方式，构建了位姿实时检测系统。研究了激光标靶上光学特征点和特征光线的空间分布，提出一种基于双激光标靶的掘进机位姿解算方法。通过对图像数字处理得到精确的特征点、特征光线参数，实现对标靶参考点的精确定位，使用空间矩阵变换方法，解算出掘进机位姿参数。在实验室条件下建立机身位姿自动检测实验平台，模拟环境下的测试结果表明，在测量范围小于40 m时，位移误差小于2 mm，角度误差小于0.5°。该系统测量精度高，结构简单可靠，实时性强，能够很好地满足测量需求，实现对掘进机在煤矿井下掘进过程中的位姿检测。

S变换具有时频分析能力和多分辨率特点，可以看作是窗口傅里叶变换和小波变换的扩展。S变换不仅克服了傅里叶变换缺乏局部分析能力的不足，其变换系数又与待分析图像的傅里叶谱之间存在紧密联系，近年来被应用于条纹分析中。根据S变换系数的特点，深入研究了基于二维S变换的“脊”(2DSTR)分析方法和二维S变换“滤波”(2DSTF)分析方法，并对两种方法进行了详细对比。计算机模拟和实验验证了理论分析结果，研究结果为二维S变换用于三维面形测量提供了指导。

针对双级加速离子光学系统的设计，开展了栅极几何参数对离子光学系统性能影响的研究。采用质点网格法和蒙特卡罗碰撞法开展栅极关键几何参数对束流引出能力、束流发散角、交换电荷(CEX)离子的截获影响规律研究；另外，还开展了不同比冲下束流发散角、碰撞交换电荷离子的变化趋势研究。研究结果表明，屏栅孔径对束流引出能力、束流发散角、CEX离子截获电流以及鞍点电势都有影响，随着屏栅孔径的增加，束流引出能力、束流发散角和鞍点电势呈上升趋势。加速栅孔径的变化对CEX离子得能量分布有影响，随着加速栅孔径的增大，截获的高能CEX离子逐渐减少，而随着加速栅厚度的增加，束流发散角、CEX离子的截获数量和能量呈上升趋势。在8000 s比冲下，加速级间距的改变对束流引出能力影响较小。另外，比冲对离子光学系统性能也有影响，比冲越高，束流发散角越小，且加速栅截获的CEX离子也越少。

为了揭示激光切割碳纤维复合材料(CFRP)时材料对激光能量的吸收和传递机理，分别建立了激光同向切割单丝排列CFRP的三维有限元模型、丝-束直径比例三维模型和纤维-树脂两相三维模型。模拟结果表明，随着丝-束直径比例的减小，切缝宽度从229.45 μm降至95.60 μm，热影响区(HAZ)宽度从172.08 μm降至156.79 μm。试验与模拟结果基本一致，切缝宽度和HAZ宽度的误差分别为5.97%和1.13%。

报道了LD侧面抽运Nd∶YVO4 532 nm准连续绿光激光器。为了获得高功率的532 nm绿光输出，通过采用声光调Q技术和LD侧面抽运Nd∶YVO4技术来获得高功率线偏振的1064 nm激光输出。采用Ⅰ类相位匹配三硼酸锂(LBO)晶体腔内倍频，实现高功率532 nm激光输出。在电源输出电流为30 A、声光调Q的调制频率为20 kHz的工作条件下，获得平均输出功率为33 W的线偏振1064 nm基频光，通过LBO晶体倍频获得平均输出功率为23.5 W的532 nm绿光。1064 nm基频光到532 nm绿光的光-光转换效率达71.2%，脉冲宽度为44.3 ns，偏振比为254∶1。

采用885 nm激光二极管(LD)作为抽运源，Cr,Nd∶YAG双掺晶体和抗灰迹KTP(GTR-KTP)分别作为工作物质和倍频晶体，在室温下实现了直接端面抽运Cr,Nd∶YAG/GTR-KTP腔内倍频自调Q稳定脉冲绿光激光高效输出。当吸收抽运光功率为1.65 W时，获得了200 mW自调Q脉冲绿光激光输出，相应的光-光转换效率为12.1%。当吸收抽运光功率大于1.15 W时，获得了脉冲能量大于8 μJ、脉冲宽度为8.8 ns、峰值功率超过1 kW的自调Q脉冲绿光激光输出。利用速率方程从理论上分析了不同Nd3+离子掺杂浓度对Cr,Nd∶YAG/GTR-KTP腔内倍频自调Q激光器输出倍频功率的影响，获得了实现高效绿光输出的优化掺杂浓度。相比于其他885 nm LD抽运腔内倍频产生绿光激光的方法，直接抽运Cr,Nd∶YAG/GTR-KTP腔内倍频自调Q激光器可作为理想的激光源并有效压缩脉冲宽度，是一种实现高效、短脉冲小型化绿光激光器的新方法。

空间太阳能电站(SSPS)方案之一是采用激光束实现天-地能量传输。研究激光能量传输的可行性，需要对激光束穿过大气层的过程进行分析。理论分析并数据模拟了激光在大气层中传输的过程，分析了大气在不同高度处对激光的作用，计算了不同高度处的激光光强和分布，同时分析了相应的大气温度和折射率的变化规律。研究发现，利用激光实现大气层垂直方向上的能量传输，需要控制激光的功率密度在一定范围，以减小能量的损失，同时避免对大气产生明显影响。在一定传输功率下，可以通过增加光束口径来减小激光的功率密度。

采用不同的工艺参数对TC17钛合金进行了激光冲击强化(LSP)处理,对LSP后TC17钛合金的残余应力分布进行了测试，并用透射电子显微镜观察了显微组织。结果表明，LSP后TC17钛合金表面残余压应力随着冲击次数和冲击能量的增大而增大。LSP使TC17钛合金表面产生了剧烈的塑性变形和高密度位错，且随着激光冲击次数和能量的增大，位错密度也逐渐增大。

为实现激光非垂直切割高分子材料，建立了激光非垂直切割模型。通过求解阈值能量方程，得到切缝宽度和热影响区(HAZ)宽度随激光线能量、入射角和离焦量的变化规律。在CO2连续激光切割系统上，采用正交试验法，针对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜材料进行切割试验，发现入射角在-57.3°~57.3°范围内、离焦量在-15~15 mm范围内时,切缝宽度和HAZ宽度变化平缓,切割质量良好。结果表明，模型能够很好地预测激光非垂直切割高分子材料时的切缝宽度和HAZ宽度，为激光切割复杂曲面膜片提供了参数指导。

采用YLS-10000光纤激光器和ERNiMo-8焊丝，对液化天然气船液罐用9Ni钢进行了超窄间隙激光焊接，研究了接头组织和性能。结果表明，优化焊接参数可以得到侧壁熔合良好的超窄间隙接头。焊缝组织主要为奥氏体，两侧结晶形态为柱状晶，中心为等轴晶。热影响区分为明显的粗晶区和细晶区，组织均为马氏体和少量残余奥氏体，硬度均值约为340 HV，远高于母材均值(230 HV)和焊缝均值(200 HV)。拉伸试样均断于焊缝，接头抗拉强度略低于母材的。随着与焊缝中心距离的增大，接头的低温冲击功增大，且均值都在70 J以上。断口形貌均为细小的韧窝，接头为韧性断裂。

研究了激光焊接工艺对GH188合金焊接接头焊缝成形及力学性能的影响。结果表明，高激光功率或低焊接速度对GH188合金焊缝成形不利，使焊缝背面存在飞溅和轻微咬边现象，接头焊缝区晶粒粗大且接头抗拉强度低。随着焊接速度的增大，焊缝宽度减小，焊缝背面飞溅减少；随着激光功率的增大，焊缝宽度增加，焊缝背面飞溅增多。当激光功率为2.8~3.2 kW、焊接速度为6 m/min时，焊缝成形和接头拉伸性能均较好。

为了研究激光冲击强化(LSP)对铜表面质量和性能的影响，利用Nd∶YAG激光器对铜试样进行冲击强化处理。试验结果表明，以高分子黑胶带作为吸收层时，试样的表面形貌几乎没有缺陷；随着搭接率的提高，最大硬度增加，且表面粗糙度降低。两次冲击重叠和错开的冲击方式对试样影响层深度和最大硬度的影响类似。仿真结果显示，错开的冲击方式可提高试样的残余压应力。

针对激光光斑漂移受多种干扰因素影响，测量准确性难以估计的问题，提出了基于贝叶斯推理的光斑漂移特性分析方法。在对贝叶斯定理进行严格推导、激光基模光斑特性进行分析、测量噪声对理想光斑漂移影响分析的基础上，构建了完善的基于贝叶斯推理的光斑漂移特性数学模型，对相关参数进行了严格的推导。仿真结果和理论分析符合较好，该方法可用于评估环境(热效应、环境振动和空气扰动)因素对激光漂移的影响程度。

以Nd∶YAG连续激光为热源，激光扫描加热铸轧辊套材料32Cr3Mo1V表面，接触冷却样品背面，进行了热疲劳性能测试。用集**数法测量了不同表面粗糙度和氧化状态下材料的激光吸收率，并数值计算模拟了样品表面的温度循环和压应力状态。结果显示，热循环1000周次后，在样品表面烧蚀坑和粗大磨痕处均出现裂纹。1000~2000周次热循环范围内，裂纹长度与热循环次数呈线性关系。由于测试中忽略了铝铸轧过程中辊套承受的机械应力和铝液对辊套的作用，测得的辊套裂纹扩展速率为实际值的一半。

变形反射镜作为超分辨成像系统中的光瞳滤波器，可以灵活快速地调制光场相位的性能。采用遗传算法设计具有不同超分辨参数的光瞳相位结构，通过修改自适应光学系统闭环参考矩阵实现对光瞳滤波器相位的闭环拟合。在此基础上，实验对比了不同光瞳滤波情形下的超分辨成像效果。结果表明，变形反射镜可以很好地拟合设计的光瞳滤波器相位，超分辨成像参数与理论设计值基本吻合。由于变形反射镜采用反射式并通过控制镜面面形进行超分辨光瞳相位拟合，在使用时对入射光无偏振态要求，有利于该方法的实际应用。

宽带准相位匹配(QPM)在多波长和超短脉冲倍频等领域有着广泛应用。分析了铌酸锂晶体的准相位匹配和群速度匹配条件，利用遗传算法，对非周期极化铌酸锂(APPLN)晶体的结构进行优化设计，并提出了一种通过适当调整基波的位置和数量来优化非周期极化铌酸锂晶体倍频带宽的设计方法。研究表明，对于0型(e+e→e)准相位匹配，在群速度匹配点附近，周期极化铌酸锂(PPLN)晶体倍频带宽为167 nm，而非周期极化铌酸锂晶体最大倍频带宽可达440 nm，带宽增加了273 nm；I型(o+o→e)准相位匹配下，周期极化铌酸锂晶体在群速度匹配点附近的倍频带宽为59 nm，而非周期极化铌酸锂晶体最大倍频带宽可达153 nm，带宽增加了94 nm。

研究和评估了基于光纤布拉格光栅(FBG)传感系统的压电陶瓷(PZT)驱动的光纤法布里-珀罗(FFP)滤波器的热致非线性，采用多项式拟合法减小FFP滤波器的热致非线性误差。在FFP滤波器所处环境温度变化超过15 ℃的情况下，采用大于等于4阶的多项式拟合和参考光栅的方法，可使FFP滤波器热致应变误差从750 με减小到15 με，标准差保持在10 με以下。实验结果显示，当PZT驱动的FFP滤波器的温度变化范围较大时，其热效应不是简单地保持不变或呈线性。

在光学集成中，金属表面的等离子体传输控制非常重要。应用表面波全息法设计结构控制表面等离子体波耦合到自由空间中的光波。模拟金属表面等离子波束与自由空间中目标光束的标量叠加，得到干涉光强。在光强极大值的地方刻蚀凹槽，获得凹槽结构。当表面等离子波入射到设计的结构中，凹槽散射等离子体波并在自由空间中进行叠加，得到所需的光束。利用此原理，在金属表面设计了两个结构，将传输的等离子体波耦合到自由空间中，汇聚于指定的一点或者两点。利用时域有限差分法模拟验证了此原理的可行性。这种耦合方式可以作为解决表面等离子体集成光路中探测问题的一种方案，将传输的表面等离子体信号耦合到自由空间，然后利用传统光电探测设备探测。

界面水对生物膜的功能发挥起着至关重要的作用，但由于水对太赫兹波有极强的吸收，限制了液体样品的透射谱研究。将磷脂包覆水球的制备方法引入太赫兹时域光谱技术探测界面水的实验体系中，不仅大大减少了所需被测样品的用量，而且可调节水对太赫兹的吸收程度。基于此方法，在获得多种磷脂乳液的太赫兹介电谱的基础上，揭示了磷脂极性头部的化学基团差异会明显影响其界面的水合状态及界面水分子的动力学行为。

为了满足飞秒变像管扫描相机对偏转器的特殊要求，设计了一种应用于高速扫描相机的行波偏转器。根据Finch的行波偏转器设计理论，简化设计流程并利用HFSS软件建立偏转器模型，模拟并求解了行波偏转器的高频信号传播特性和通频带宽，通过电磁波相速度与电子束飞行速度的匹配确定了行波偏转器基本结构参数，并优化设计了一种适合应用于具有10 kV电子能量高速扫描相机的行波偏转器。所设计行波偏转器长度为44 mm，板间距为4 mm，通频带宽为4 GHz，偏转灵敏度为119.8 mm/kV。结合现有的高速扫描相机对此行波偏转器进行了测试实验，测试结果表明，设计结果准确可靠，设计方法得当。该研究为变像管扫描相机的行波偏转器设计提供了有效途径，缩短了高时间分辨扫描相机的研发周期。