螺旋波纹波导回旋行波管与采用光滑圆波导的回旋管相比，有较大的带宽。介绍了该类回旋行波管的非线性注波互作用理论。计算结果表明该理论计算结果与实际实验报道的结果基本符合，相应的电子效率达到29%，饱和增益达到37 dB，工作磁场0.21 T，电压185 kV，电流19 A。

基于半导体可饱和吸收镜和光纤光栅实现了稳定的2 μm波段被动调Q光纤脉冲激光器，输出激光的中心波长为1 958.2 nm。随着泵浦功率的增加，输出脉冲的重复频率不断增加，而对应脉冲的宽度不断减小。输出脉冲重复频率的变化范围为20～80 kHz，脉冲宽度的变化范围为490 ns～1 μs。当泵浦功率为1.3 W时，调Q光纤激光器的最大平均输出功率为91 mW，脉冲重复频率为80 kHz，脉冲宽度为490 ns，对应的最大单脉冲能量约为1.14 μJ。

在聚苯乙烯(PS)-聚乙烯醇(PVA)-碳氢聚合物(CH)三层球的设计中制备PVA涂层的方法主要包括乳液微封装法、炉内成球涂层法、浸(旋)涂法、界面缩聚法及喷涂法等，前三种方法目前最为常用。总结了前三种制备PVA涂层方法的优缺点及目前的研究和制备现状。乳液微封装法适合于500 μm以下小尺寸双层球的制备，具有微球成活率高、产品质量较好等优点，但制备过程受人为因素影响较大，且不易制备大直径双层球。炉内成球涂层法也适用于小尺寸双层球的制备，其制备周期短，但液滴发生器的设计苛刻，PVA层的均匀性差，且不易制得较大尺寸的双层球。浸(旋)涂法可制备1000 μm以上的大直径双层球，但该方法中影响PVA涂层铺展的因素较多，得到的PVA涂层均匀性较差，且涂层很薄。

有机薄膜晶体管因其有机材料种类的多样性、简单的制备工艺和柔性兼容性等优点，在有机半导体器件的研究领域中广受关注。介绍了有机薄膜晶体管的研究进展，并进一步分析了有机薄膜晶体管的基本结构、工作原理及电学特性。同时介绍了有机薄膜晶体管作为传感器的发展进程，重点从有机薄膜晶体管作为传感器的敏感性、选择性等方面阐述，对有机薄膜晶体管作为传感器的优势做了详细的介绍。最后分析了有机薄膜晶体管作为传感器的工作机理。

利用矢量瑞利-索末菲衍射积分公式，推导出了非傍轴部分空间相干部分光谱相干双曲余弦-高斯(ChG)脉冲电磁光束在自由空间传输时交叉谱密度矩阵的远场解析公式，并用来表示脉冲电磁光束的光谱密度(光强)和偏振度。结果表明，对非傍轴远场部分空间相干部分光谱相干ChG脉冲电磁光束，其非傍轴性主要由参数f, fαα决定，而离心参数、脉冲宽度和时间相干长度影响其非傍轴行为。非傍轴部分空间相干部分光谱相干高斯-谢尔模型脉冲电磁光束的远场传输可作为特例处理。

针对靶场导弹零时信号检测的需要，讨论了现有检测方法的局限与不足，提出了利用高帧频摄像系统及图像处理技术进行导弹零时信号非接触检测的方法，即将特征区域的垂直投影变化作为目标垂直上升的位移变化，当位移超过一定阈值时给出零时信号。对实际情况中不同因素影响的图像进行了模拟实验，实验结果表明：该方法能够在距离目标300 m外有效地检测出1 cm的位移变化，处理时间在10 ms之内，能够实时可靠地给出零时信号。

为提高化学氧碘激光性能，分别使用-117 ℃乙醇、-110 ℃氟里昂和-45 ℃质量分数为50%过氧化氢冷射流进行单重态氧气流中的水汽脱除实验。实验结果表明：这3种冷射流的除水效果并不显著，乙醇基本上没有任何脱水效果，氟里昂和过氧化氢仅可以将水汽含量分别降低至原来的约1/5和1/4；乙醇和氟里昂因极易挥发而对气流产生严重干扰，并不适合用于除水；只有难挥发的过氧化氢才是合适的候选。

详细讨论了石英管对平行WR-430波导谐振腔内部电场强度的影响。在没有石英管时，电场强度在每个狭缝附近发生突变，其峰值沿着一个波导逐渐减小，而沿着另外一个波导逐渐增大。存在石英管时，内部电场变弱且沿着石英管内表面无规则振荡，而且电场沿着两个波导之间的中心轴线波动。当石英管壁厚度和离上下波导的距离分别为5和2 mm时，谐振腔内部的平均电场强度达到最大，而且电场强区面积较大。当上述两者分别超过5和2 mm时，内部电场的最大值会随着石英管壁厚度和距离逐渐减弱。低气压和大气压空气等离子体在谐振腔内部被激发，其形态比较接近各自的仿真的电场强度分布。

为满足直线变压器驱动源(LTD)中大规模开关同步触发的技术需求，提出了一种采用逆LTD结构、基于感应变压器原理的多路LTD开关同步触发技术(LTD-trigger)。它的工作原理类似若干个串联工作的脉冲变压器，即初级输入一个高压快脉冲，通过脉冲变压器的感应耦合后在次级输出多路的同步触发脉冲，且能够与LTD中的气体开关形成很好的对应关系。与传统的触发技术相比，LTD-trigger的同轴结构有效地减小了触发脉冲的延时与抖动，并且通过合理设计，能够满足LTD模块对于同步触发的要求。分析了LTD-trigger的工作原理，建立了电路模型和仿真模型，通过仿真结果和一些故障模式分析，结合已开展的初步实验结果，验证了同步触发技术的可行性。

对差分干涉计算机层析技术诊断激波加载下气柱界面不稳定性的可行性进行初步理论和实验研究。针对有限投影数的联合代数重建算法，提出了一种新的投影矩阵计算方法，采用特定投影方向，各投影方向具有不同采样间隔。投影方向的对称性和投影线的规律性使计算过程大为减化。用该重建算法对气柱密度场进行数值模拟，结果表明4方向投影能够重建激波作用下气柱演化初期的体密度场，8方向投影基本能够重建演化中期的体密度场。用差分干涉系统对激波管气柱进行3方向诊断的实验结果表明，差分干涉计算机层析技术用于激波冲击下的气柱不稳定性密度场诊断是可行的。

在采用乳液微封装技术制备聚-α-甲基苯乙烯（PAMS）空心微球的双重乳液固化过程中，为研究油包水（W1/O）复合液滴与外水相（W2）之间的密度匹配度对最终PAMS空心微球球形度的影响，理论研究了不同初始外径和油层厚度的复合液滴在不同固化时刻的平均密度；实验测量了W1/O复合液滴在固化过程中的油相质量分数及复合液滴的平均密度。研究结果表明：双重液滴固化过程的关键阶段为油相质量分数从20%增加至60%的过程。在双重乳液固化的关键阶段，当复合液滴与外水相的密度不匹配度由0.004 95 g/cm3降低至0.000 02 g/cm3时，微球球形偏离度值低于10 μm的PAMS微球粒子分数从14.3%提高至93.3%；调节外水相的组分来降低双重乳液与外水相在固化关键阶段的密度不匹配度,可显著提高最终PAMS微球的球形度。

研制的永磁组件采用主辅永磁体和匀场技术相结合的改进C型磁路结构，利用计算机仿真技术对组件磁路结构进行验证及优化。仿真分析及实验结果表明：采用这种磁路结构扩大了均匀区的范围，提高了磁场均匀性。按这种结构制造的永磁组件在20 mm气隙、中心平面200 mm×120 mm均匀区内气隙磁通密度达到0.75 T，不均匀度为0.67%。另外，也对永磁组件在高低温下的磁性能进行了仿真计算,结果表明: 在-55~70 ℃温度范围内均匀区的气隙磁通密度变化为4%左右。

根据现有磁体条件和工艺设计了一过渡区较长的倒向磁场系统，其主磁场为0.396 T，反向磁场为-0.033 T，并给出了一种实用8 mm三次谐波潘尼管电子枪的设计结果。该大回旋电子枪工作在43.5 kV，1.45 A下，阴极可置于轴向磁场幅值渐减区域。该结构电子枪不追求在通过反转点之前形成薄的环形电子束，不利用突变倒向磁场，不需要刻意控制磁力线与电子注包络走向的一致性，显著降低了调试的难度和要求。最终优化所得电子注的纵向速度零散为4.78%，偏心率为7.18%，速度比高达2.2，而速度比的零散仅为4.88%，满足三次谐波潘尼管的要求。经大信号模拟计算，在该电子枪驱动下，潘尼管器件功率可达31.9 kW，效率高达49.4%，总体参量仍具有吸引力且建立在可实现的电子光学系统基础上。

利用上海同步辐射光源BL13W1光束线开展了闪烁体探测器的灵敏度标定方法的研究。对光源的高次谐波以及闪烁体探测器的工作线性动态范围进行了实验研究，在此基础上建立了一种新的同步辐射标定闪烁体探测器灵敏度的方法。通过对实验结果的理论拟合，得到与放射源方法相符合的灵敏度数据，验证了方法的准确性，提高了标定数据的精度。

为了揭示设备互连电缆在连续波电磁辐照条件下的耦合响应规律，以典型射频同轴电缆为受试对象，将电缆终端连接的设备(系统)等效为负载，通过对其进行连续波电磁辐照效应试验研究，分析了受试电缆长度、终端负载状态等对同轴电缆终端负载响应规律的影响。结果表明：同轴电缆对电磁辐照响应具有选频特性，终端负载响应电压的峰值出现在电缆相对长度为1/2整数倍的频点；同轴电缆受到连续波电磁辐照后，感应皮电流通过转移阻抗转化为芯线与屏蔽层之间的差模感应电压，而这一感应电压源的内阻就是同轴电缆的特性阻抗；同轴电缆终端负载阻值的变化不会对其连续波辐照响应曲线的变化规律产生影响，终端负载与等效感应电压源内阻上的电压响应满足分压原理； 同轴电缆皮电流处于谐振状态时，两波节之间的分布感应电压同向，可等效为一个感应电压源，对同轴电缆终端负载响应起直接作用的电压源是最靠近终端负载的等效感应电压源。

基于嵌入式系统的发射度测量仪采用法拉第筒测量方法，数据采样率达到200 kHz，设计有7个不同的电流采样量程。讨论了发射度测量仪的系统构成和工作原理，详细介绍了其数据采集系统的设计与制作。通过选用高速、低噪声的集成电路芯片并组合适当大小、适宜材料的电阻和电容构建模拟链路，贯穿于整个模拟链路的滤波设计和低噪声的模拟电源技术及屏蔽防护技术都保证了低噪声采集电路的实现。实验测试表明：在量程为10 nA时，该测量仪测量精度为1.47%，量程1 000 nA时则达到0.32%；采样20 kHz的正弦波信号失真度为6.5 dB; 运动精度为1.25 μm时，运动速度最高3.125 mm/s。

基于GIC 4117串列加速器束流引出线束流测量需求，开展了电离型束流截面探测器设计工作，主要包括系统收集信号强度的计算，采用有限元软件进行电场系统、磁场系统优化设计，给出了电场系统与磁场系统设计参数。通过引入辅助磁场，测量系统能够实现束流轨道的自动校正，系统对束流的影响可以忽略。对影响测量精度的电离电子横向位置偏移进行了分析，并对电离电子进行轨迹跟踪。跟踪结果表明: 电离电子在横向位置的运动偏移可以控制在0.3 mm以内，与理论分析一致。

针对绝缘磁芯平面变压器因绝缘膜而产生的漏磁问题，提出了在每层次级线圈的两端并联补偿电容的解决方法。通过理论分析给出了补偿电容大小的推导公式，利用CST和Protel对搭建的绝缘磁芯平面变压器的仿真计算发现，引入补偿电容后，变压器总的输出电压提高了约17.6%，同时各层次级线圈输出电压的大小基本相同。仿真结果与实验结果一致，从而验证了并联补偿电容方法的有效性。

为了减小常规L波段高功率微波测量接收天线的结构尺寸及增益，设计了一种基于轴向缝隙馈电的小型化同轴扩张型天线。通过理论分析和数值模拟，选择了较优的结构尺寸，得到天线的增益及方向图特性：在1.3~1.6 GHz范围内，增益从-2.0 dBi变化至0.8 dBi；天线最大辐射方向在物理结构轴向。基于矢量网络分析仪E8362B的天线特性测量结果与数值计算结果基本一致：工作频率从1.3~1.6 GHz变化时，增益从-2.3 dBi变化至1.2 dBi；E面方向图主瓣宽度大于60°，轴向轴比大于35 dB，结果表明设计的天线能够满足L波段高功率微波测量天线低增益小型化要求。

质子束刻写技术利用MeV能量的聚焦质子束对抗蚀剂材料直接刻写μm甚至nm尺度微结构。研究了质子束刻写中抗蚀剂胶层样品厚度与涂层机旋转速度的关系以及曝光对抗蚀剂的影响，解决了质子束刻写中抗蚀剂厚胶层样品的制备、固化、显影等技术问题，利用扫描质子微探针系统，在正型抗蚀剂胶层上刻写出μm尺度的“海宝”图形、 双矩形结构，在负型抗蚀剂上刻写出μm尺度的平行线条、“十”字形微结构。

对紫外固化环氧树脂封装的商品蓝光有机发光器件进行了打开封装后在高真空(10-5Pa)环境下的寿命实验，同时对未开封的同样器件在大气环境下进行了同样参数的寿命实验。实验结果表明，高真空下未封装器件的加速寿命为1675 h，而大气下封装器件的加速寿命为1224 h。这一结果表明在高真空环境下，有机发光器件的寿命有明显的提高，这证明了水蒸气和氧气通过紫外固化环氧树脂封装材料的渗透是影响紫外环氧树脂封装有机电致的发光器体(OLED)寿命的重要因素；封装器件内的吸气片不能完全吸收经封装渗透进入器件内的水蒸气和氧气。除了水蒸气和氧气渗透封装的因素外，OLED的寿命过程还存在其他的重要影响因素。

利用实测影响函数，通过数值仿真分析了有效孔径、光束入射角度对于20单元双压电片变形镜像差校正能力的影响。仿真结果表明：有效孔径为16 mm时，变形镜对于各阶像差的校正能力较好；而随着光束入射到变形镜角度的增大，变形镜对于像差的校正精度与校正幅度都会出现下降，但是如果能够将入射角控制在25°以内，入射角度对变形镜的像差校正能力影响不大。

分析了场致发射的物理机理，在3维Yee网格模型的基础上导出并实现了场致发射的发射条件，并引入Pade网格算法加密尖端网格。以一个楔形阴极场致发射模型为例得到了场致发射的伏安特性曲线，并且在高电压时得到了3/2次方的空间电荷限制流。同时为了解决粒子数与网格的巨大引起的计算量大的问题，引入了消息传递机制并行算法，得到3.0以上的并行加速比。

对气体渗透阻隔材料的渗透率与气体温度、气体压强的关系进行了理论分析，得到了在不同温度和气体压强条件下渗透率的加速因子的计算式，理论计算结果与相关文献中实验测量结果比较一致。根据加速条件下进行的水蒸气、氧气和二氧化碳对聚对苯二甲酸(PET)和环氧树脂渗透率测量的结果，计算得到在常温常压条件下这些气体对0.155 mm厚PET塑料的渗透率和对0.065 mm厚环氧树脂的渗透率。

介绍了一款全彩无源OLED模块的驱动接口电路及驱动程序的设计。系统采用ARM7系列的LPC2138为控制核心，分别设计了电源电路、下载电路、复位电路和接口电路，并向全彩无源OLED模块提供数据信号和控制信号，从而实现了分辨力为128×128，65×103色的动态全彩图片显示。设计了基于ARM7内核的OLED驱动电路实验系统，可显示红、绿、蓝单色以及全彩图片，为中小尺寸OLED提供了一种低成本、低功耗的单芯片解决方案。

利用光致发光(PL)分析快速热退火对Cu(In,Ga)Se2 (CIGS)电池的影响，研究退火对薄膜缺陷的影响。Cu(In,Ga)Se2电池的PL谱中总共有 7个峰，即2个可见波段峰和5个红外波段峰。退火温度较低，可减少薄膜体内缺陷，提高载流子浓度，改善薄膜质量；退火温度过高，则会引起正常格点处元素扩散，元素化学计量比改变，体内缺陷增加，吸收层带隙降低，反而会对CIGS薄膜造成破坏。

介绍了具有可调节发光光谱的高效红光有机发光二极管(OLED)器件，利用具有高三重态能量的9.9-螺二芴二苯基氧化磷(SPPO1)作为发光层的主体材料及空穴阻挡层，二(1-苯基异喹啉)(乙酰丙酮)合铱(III) (Ir(piq)2(acac))作为客体发光材料，在发光层内SPPO1的能量分别由福斯特和迪克斯特传递到Ir(piq)2(acac)的单重态和三重态从而发出红色磷光，通过调节磷光客体材料的比例得到最优器件结构，从而得到具有较好发光效率和发光亮度并可调节色纯的有机发光二极管器件。

为了提高发光二极管(LED)灯具的性能，依据LED散热指标，计算了散热面积，建立了LED鳍片式散热模型，最终利用ANSYS软件对其进行了仿真。研究结果表明：当鳍片间距与鳍片厚度比为3∶2、底座厚度与鳍片厚度为1∶1时，散热效果最好；随着鳍片数目和鳍片高度的增加，散热效果也有所增强。

介绍了压电式光纤相位调制器的相移系数理论公式，提出了基于杨氏双缝干涉原理的相移系数测量方法。对测量方法的可行性进行分析，通过实验对测量方法进行了验证。实际研制了一个基于压电陶瓷环的光纤相位调制器件，实验测得的相移系数与理论分析结果基本一致。利用研制的压电式光纤相位调制器实现了两路准直光束之间的相位锁定，在远场实现了相干合成，干涉条纹可见度从3%提升至43%。

研究了基于柔性基板的有机薄膜太阳能电池，实验以聚3，4-乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐作为阳极修饰层，1,4-亚苯基亚乙烯基(MEH-PPV)材料作为给体层以及富勒烯(C60)材料作为受体层制备异质结柔性有机太阳能电池。实验结果表明：增加阳极修饰层，虽然会阻挡光的吸收，但是可以大幅度地提高短路电流、开路电压、填充因子和能量转换效率4个参数。并发现MEH-PPV受体层的厚度对有机太阳能电池的性能有较大影响，当受体层厚度为90 nm时能量转换效率达到最大,为1.29%。

采用水热法制备了1维ZnO纳米线，并通过改变ZnO纳米线的取向(横向和竖直)和不同的P型半导体材料，制备了不同的有机-ZnO纳米线混合光电二极管。通过改变光照与非光照的条件下并在光照条件下改变光电二极管与光源的距离，对所制备的光电二极管的相关特性进行研究。结果表明：采用水热技术能够制备高质量的ZnO纳米线；当光电二极管两端通正向电压时，光照时的电流大于非光照时的电流，当通反向电压时，结果则相反；同时，光电流还与光照强度有关，光照强度越大，光电流越大。

对波前重构算法中的区域法进行了改进，使其能够应用于板条增益介质的波前畸变诊断。利用该方法对47块Nd: YAG板条增益介质沿厚度方向波前畸变进行测量，指出镀膜和加工等环节对增益介质的波前畸变可能造成的影响。按照波前畸变峰谷(PV)值对测量结果进行了统计，结果表明：增益介质造成的静态波前畸变参差不齐，测量样本中静态畸变PV值最多可达5 μm以上，且仅有4.1%的增益介质静态畸变PV值小于1 μm。通过选取某些增益介质使之级联，测量其组合波前畸变，发现在系统中使用两块波面互补的增益介质有助于减小系统的静态波前畸变。

为了对斜入射情况下的激光功率进行准确测量，采用了对阵列探测器的功率响应度依角度进行修正的方法。推导了依赖于光源位置、阵列探测器位置和阵列探测器姿态角的激光光线方向余弦和入射角的数学表达式，推导了光线方向余弦和入射角的测量不确定度表达式以及阵列探测器功率修正因子的不确定度表达式，并根据功率表达式进一步推导了功率测量不确定度表达式。由此建立了斜入射情况下激光功率阵列探测器测量方法及功率测量不确定度评定的一套较完整的方法。以典型参数为例，计算了斜入射下阵列探测器测量激光功率的不确定度，结果表明采用修正方法可显著减小激光功率测量不确定度。

为了校正板条激光器输出光束波前像差，改善输出光束质量，提出了基于37单元双压电片变形镜的板条激光光束净化系统。采用柱面反射式单向扩束器使主振荡功率放大结构板条激光器输出光束尺寸与37单元双压电片变形镜有效口径相匹配，利用随机并行梯度下降算法控制双压电片变形镜面形，进行波前像差闭环校正，校正后光束远场归一化桶中功率提高到净化前的2~3倍。

应用包含探测光、布里渊泵浦光及拉曼泵浦光相互作用理论模型，数值分析了基于拉曼放大的长距离布里渊光时域分析仪非局域化特性。结果表明：非局域化随探测光及拉曼泵浦功率增加而恶化；通过频分复用(将具有不同布里渊频移的光纤拼接)及时分复用技术(同时对布里渊泵浦及探测光进行脉冲调制)，可有效缩短布里渊泵浦与探测光的作用距离，达到较理想的抑制非局域效应结果。based on Raman amplification

以有机聚合物脊波导为研究对象，采用半矢量有限差分光束传输法，系统地分析了不同脊高、脊宽和芯层厚度条件下对称脊波导的偏振特性，并在此基础上分析了非对称脊波导的偏振特性，研究了平板芯层短边宽度对偏振特性的影响。结果表明：非对称脊波导结构的引入对偏振特性影响较小，其双折射随平板芯层短边宽度的减小而减小。当脊高为1.3 μm、平板芯层短边宽度为2.0 μm时，非对称脊波导双折射能控制在可接受范围。

根据相干合成的原理，建立了三路矩形光束相干合成的数学仿真模型,根据数学模型编写了仿真程序；模拟计算了1～21阶泽尼克像差下，单路矩形光束和三路矩形拼接光束的波像差与光束质量β因子关系的拟合系数；建立了波像差与β因子关系的计算表达式。分析了影响拟合系数的因素，结果表明：拟合系数总体上随着泽尼克像差系数增大而增加。比较了单路矩形光束与三路矩形拼接光束拟合系数的相似点和不同点，并分析了造成拟合系数不同的原因。

为了满足常温Yb: YAG激光放大器对泵浦功率密度的要求，设计了一种高缩束比的耦合系统。根据激光二极管(LD)的发光特性，将输出功率为80 kW的LD阵列进行拟球面排列，采用正交柱面透镜配合空心导光管进行泵浦耦合，耦合系统的面积缩束比高达86∶1。模拟计算表明，该耦合系统的耦合效率对导光管反射板的反射率依赖性较低，且脱离耦合系统后的泵浦光传输8.5 mm后，依然可以保持泵浦光场的轮廓,满足端面泵浦的常温Yb: YAG片状放大器对泵浦耦合系统的要求。

根据环形抛光的加工特点，研究了大口径反射元件的环形抛光加工工艺。在4 m环抛机上进行了610 mm×440 mm×85 mm的大口径反射元件加工工艺实验，研究了修正盘及工件盘转速与元件面形的关系、修正盘及工件盘位置与元件面形的关系、沥青盘槽形与元件面形的关系。研究结果表明，通过对修正盘及工件盘转速、修正盘及工件盘位置、沥青盘槽形等工艺参数的优化控制，能够得到大口径反射元件面形的高效收敛，元件最高面形精度优于λ/6(λ=632.8 nm)，验证了加工工艺的有效性。

报道了把20单元双压电变形镜作为闪光氪灯泵浦的Nd: YAG激光器的腔镜，优化激光器输出光束远场强度分布的实验结果。变形镜由随机并行梯度下降算法控制，以相机采集到的激光束远场环围能量作为算法的评价指标，控制双压电变形镜的面形向远场能量分布更加集中的方向变化。结果表明：系统在20 s内将远场光斑中的多个亮斑校正为单个亮斑，峰值光强与优化前相比提高了5倍；在腔镜倾斜较大时，实验系统将激光器的输出功率由0.006~0.051 W提升至0.330 W，验证了实验系统的有效性。

基于传统抛光的亚表面损伤层厚度，进行磁流变去除亚表面损伤层的实验以便验证在该加工方式下对元件中频误差的影响。计算机模拟结果及实验数据表明：磁流变加工的走刀间距会引起中频误差评价指标PSD曲线出现对应频率的峰值；抛光斑的不稳定性会引起PSD曲线出现不确定的次主峰；去除深度与PSD曲线峰值之间有近似的线性关系。采用磁流变作为亚表面损伤层的去除手段，元件的中频误差质量受加工参数影响很大。如果前级加工不佳导致留下的亚表面损伤层较深，用磁流变加工进行去除时会造成中频误差质量超过限定指标。

锥形空间滤波孔是一种应用于高功率固体激光装置空间滤波的新型结构滤波小孔，其内部光滑的锥形结构可以有效滤除光束中的高频成分且避免等离子堵孔现象的发生。根据神光-Ⅲ主机装置结构特点，设计并加工了适用于主机装置的锥形空间滤波小孔，并开展了应用实验研究。通过与传统的平面结构滤波小孔对比可以看出，锥形小孔有效地避免了等离子体度堵孔现象，在与光束波前补偿技术配合使用条件下，保证光束顺利过孔，并成功实现了基频光7988 J的满能量输出。

针对减小相位式激光测距中的误差，介绍了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)实现的全数字锁相环(ADPLL)控制系统的技术原理。此系统可以提高相位频率检测器的精度，同时不受温度和电压的影响，大幅降低相位式激光测距在测相过程中的频率误差。系统主要由数字鉴相器、数字滤波器和数字控制振荡器等逻辑设备组成，系统中的信号全部为数字信号。实验结果表明，当FPGA内部的参考信号为40 Hz时，采样周期为0.025 s，滤波器在300 ms达到约5 V的电压饱和状态。ADPLL系统避免了模拟电路中常常遇到的不全传输、寄生能力、温度浮动及老化等问题，并且可以在使用重置器件的情况下运行，因此很容易测试和复原。

利用共轭原理设计了用于惯性约束聚变的束靶耦合传感器，不仅解决高精度打靶，同时避免模拟准直光在瞄准过程中直接辐照实验靶。根据束靶耦合传感器的设计功能和工作原理，进行系统的光学设计和机械结构设计，通过成像实验采集的图像光学分辨力达到6 μm，束靶耦合精度8.8 μm。该束靶耦合传感器已经成功应用于神光-Ⅲ原型装置，通过针孔相机采集的四孔CH靶图像，统计计算得到装置的打靶精度优于25 μm，满足设计打靶的束靶耦合精度的指标。

将两路时钟信号作为泵浦光，与连续探测光一同耦合进高非线性光纤中，四波混频产生的两路闲频光作为整形后的时钟信号，并通过控制两路时钟信号之间的相对时间延迟来减小光纤四波混频干扰。研究了整形前时钟信号占空比的变化与整形后时钟质量的关系以及最佳占空比下输入时钟信号和输出时钟信号的相对幅度抖动的关系，发现在占空比由小到大变化的过程中，整形后时钟信号的质量总体上先变好后变坏；在最佳占空比0.14下，两路时钟信号的相对幅度抖动由原来的13.934 9%和13.958 6%下降到2.03%和2.12%，表明了该方案的可行性。

对高功率激光系统采用宽带激光消除菲涅耳衍射问题进行了研究，指出只有数百nm的宽带啁啾光脉冲才对近场衍射有一定的平滑作用，数nm的宽带啁啾光脉冲对近场衍射几乎没有平滑作用；同时，还对宽带啁啾光的B积分表征方式和最快增长频率问题进行了研究，并与原型装置上开展的窄带脉冲、宽带啁啾堆积脉冲的非线性实验结果进行了对比研究，指出以最大B积分或加权B积分反映非线性自聚焦更为准确。研究还表明，在数nm,ns情况下最快增长频率与窄带激光脉冲的差别不大。in high power laser system

对光纤中简并四波混频(DFWM)耦合波方程进行数值求解，通过分析发现: 泵浦光功率的增大会导致泵浦光与反斯托克斯光之间能量交换周期减小。阐述了优化光纤中DFWM实现全光信号幅度整形的机理。在此基础上设计了一个优化的全光信号幅度整形系统，并进行了系统仿真，结果表明: 通过再生系统后，信号的消光比从9.46 dB提升到30.40 dB，品质因子从15.95提升到了180.40。

系统地回顾了有关级联过程导致的各种非线性效应的工作，指出了级联效应可导致不同光谱成分间出现能量转移现象，且二阶级联过程中产生的白光还能够提供种子光进而得到基于参量放大过程的宽带锥形辐射。在此基础上，进一步研究了入射的基频波长对于超连续白光能量转移效果及产生倍频效率的影响以及二阶级联过程引起的偏振调制现象，指出当入射波长越靠近相位匹配波长时倍频效率越高，发现二阶级联效应还可以引起显著的基频光偏振调制。

提出了一种由一个分布式反馈激光器为主激光器和一个半导体环形激光器为从激光器组成的主从式激光混沌系统方案，主激光器产生的光单向注入到从激光器中，通过调整注入系数、主从激光器的失谐频率和从激光器的偏置电流，使从激光器工作在混沌状态，输出混沌信号。从基于光注入条件下的环形激光器的速率方程组入手，数值模拟了主从激光器的失谐频率、注入系数和从激光器的偏置电流3个工作参量对从激光器输出动态的影响。研究表明：外光注入条件下，半导体环形激光器可以产生混沌信号。通过分析得出: 当失谐频率为3.9 GHz、注入系数为0.07、偏置电流为81 mA时，环形激光器可以产生功率谱平坦、带宽较宽的高质量混沌信号。

理论研究了影响Sagnac干涉法信噪比提升能力和效率的各项因素。通过控制脉冲的空间分布和衰减片透过率，能够有效提高Sagnac干涉法的效率。Sagnac干涉法提升信噪比的能力与入射脉冲的信噪比有关：入射脉冲信噪比越高，信噪比提升的量级就越大。在SILEX-Ⅰ超短超强脉冲激光装置上建立了实验平台。3 TW压缩器输出的超短超强脉冲光经衰减片进入Sagnac干涉仪，非线性介质为5 cm长的熔石英材料，衰减片透过率为55%。当入射脉冲能量为6.6 mJ时，利用三阶自相关仪测量得到脉冲的信噪比从使用Sagna干涉仪前的10-6提高到了10-7，此时出射脉冲的能量为1.6 mJ，效率为24%。该方法对光束口径没有限制，能够用于大能量条件下短脉冲信噪比的提升。signal-to-noise ratio of short pulse

为提高惯性约束聚变系统中聚焦光斑的能量集中度，分析了在应用过程中影响连续相位板性能的主要误差来源，并建立了相应的数学模型。通过分析得出存在误差时远场焦斑的能量集中度和均方根值，且口径误差、对准误差、振幅畸变误差对连续相位板的聚焦性能影响很小，波前畸变影响能量集中度的权重最大。进一步分析可知：当畸变波前相关长度与连续相位板的最小空间周期(10 mm左右)相当时，畸变波前极大地影响激光的聚焦性能，提高惯性约束聚变系统中畸变波前的相关长度是提高聚焦光斑的能量集中度的有效方法。

采用溶胶-凝胶技术制备了二氧化硅增透膜，通过向溶胶中添加高分子聚乙烯醇缩丁醛(PVB)，调控胶体的粒径，进而控制膜层微观结构，研究膜层微观结构与激光损伤阈值的关系。纳米粒度仪和扫描探针显微镜测试表明：PVB加入溶胶后，控制了二氧化硅胶粒的生长，使二氧化硅胶粒生长更均匀，因而膜层的微观结构更均匀。当PVB质量分数为1%时，胶体粒径为15 nm，分散系数小于0.1。用该胶体镀膜，膜层均匀，表面粗糙度小于3.25 nm。并且PVB加入后增加了膜层胶粒间的黏附性，使得膜层强度增大。PVB加入使膜层的激光损伤阈值有所增加。当PVB的添加量为1%时，膜层的激光损失阈值从30.0 J/cm2 增加到40.1 J/cm2。膜层激光损伤阈值的增加与膜层微观均匀性和物理强度的增加有关。

设计了基于自准直效应的硅光子晶体TE模式1×3和1×2光下路分束器。1×3光下路分束器由4个分束镜组成，而1×2下路分束器由3个分束镜和1个反射镜组成。利用多光束干涉原理推导出光下路分束器各个出口的透射谱理论公式。通过选择合适的分束镜，可以得到不同分束比例的光下路分束器。对于1×3光下路分束器，设计了1∶1∶1和1∶2∶3两种分束比例；对于1×2光下路分束器，设计了1∶1和1∶2两种分束比例。再利用时域有限差分软件数值模拟了透射谱，其结果与理论设计一致。当下路波长为1550 nm时，1×3和1×2两种光下路分束器的大小均约为10 μm ×10 μm，自由光谱区为36 nm，覆盖了整个光通信C波段。

建立了高频原子波导模型，分析了铷冷原子在该波导内与磁场的相互作用势。高频波导线圈输入电流,在线圈中心轴线区域的势阱深度为mK量级，在线圈的径向能对温度为100 μK左右的冷原子实现囚禁。通过分析可知改变输入波导线圈的输入电流大小,可改变势场的大小。计算了进入高频原子波导的冷原子和波导磁场产生相互作用束缚力的大小。在波导轴线中心区域，原子受到的束缚力较大，最大为1.7×10－23N，为原子所受重力的10倍。

采用振镜系统结合10.6 μm的CO2激光，对熔石英表面损伤点进行辐照，成功地修复了直径500 μm的大尺寸损伤点，损伤修复后表面无烧蚀残留，损伤内部完全愈合，无气泡和残余裂纹。和定点修复方式相比，这种修复具有修复尺度大、面形影响区域小、应力分布范围小的优势。80%扫描辐照修复的损伤点的初始损伤阈值恢复甚至超过了基底的初始损伤阈值。

系统开展了光学元件超声清洗工艺的实验研究。通过研究超声清洗剂、清洗温度等工艺参数的优化，找到了能够有效祛除元件表面无机污染物和有机污染物的较佳超声清洗工艺，且超声清洗没有对光学元件表面产生损伤，清洗后的光学元件接触角小于6°，并不残留大于1 μm的颗粒，超声清洗对光学元件表面污染物的祛除能力远胜于手工清洗。