使用自行搭建的24通抽运系统，实现了880 nm激光器二极管直接上能级抽运的Nd:YVO4薄片激光器。采用厚度为0.3 mm、掺杂原子数分数为0.5%的Nd:YVO4薄片晶体，在39.3 W的抽运功率下获得了20.6 W的1064 nm连续激光输出，光光转换效率超过50%。

基于半导体光放大器(SOA)的环形腔激光器可实现高达兆赫兹的高速调谐，在光纤通信和光纤传感领域有广泛应用。采用稳态模型和分段算法研究SOA自发辐射特性，并基于此分别讨论了使用高斯型滤波器和法布里珀罗(F-P)滤波器的两种可调谐环形腔激光器，研究了激光建立过程的特性，包括输出光谱和输出光功率随绕行圈数的变化，讨论了波长调谐的速度。结果表明，F-P滤波器的环形腔可以更快建立激光振荡，便于实际高速调谐应用。

基于排列熵(PE)分析，提出了一种基于半导体激光器(SL)在双光反馈作用下获取高复杂度混沌激光的方案。仿真结果表明，当两个光反馈的延迟时间近似相同、而差值约为激光器弛豫振荡周期一半时，混沌光的PE特征值达到最大，具有最高的复杂度。调节双光反馈的强度值，混沌光的PE特征值将随反馈强度的增加而首先快速增大，然后再缓慢降低。在一定优化双光反馈强度值范围内，PE特征值可取得最大值，从而得到高复杂度的混沌光输出。与单光反馈SL系统相比较，在不同反馈强度下，双光反馈系统所获得的混沌光的PE特征值也总是大于单光反馈系统的结果。

法布里-珀罗腔被用作高稳定光频振荡器的频率参考。腔长的稳定性会受到由于振动导致的腔体形变的破坏，进而使激光器产生频率噪声。通常采用有限元分析来考察光腔在任意加速度下的弹性形变。推导出了由腔镜的位移和倾斜带来的腔长变化的通用表达式，表达式明确地给出了光腔形变和其导致的振动敏感度之间的关系。根据该方法，分析了一种水平光学腔的振动敏感度，并且通过优化支撑结构降低了光学腔对振动的敏感性。此外，设计了一种小型振动平台，可以在三个相互垂直的方向对腔体施加振动。

报道了蓝光激光二极管抽运的掺镨氟化钇锂（PrYLF）固体绿光激光器。采用长度5 mm、掺杂离子数分数为0.5%的PrYLF晶体作为激光增益介质，在中心波长444 nm的蓝光激光二极管抽运下，获得波长522.4 nm的连续绿光激光输出。应用不同透射率的输出耦合镜研究了激光器的输入输出特性。在吸收抽运光功率530 mW，输出镜透射率为1.9%时获得最大输出功率为90.1 mW，斜效率达到65.3%。

采用全量子理论对单块非平面环形腔Nd:YAG激光器的强度噪声特性进行了研究，通过理论分析和仿真发现，单块非平面环形腔激光器的弛豫振荡主要由真空起伏、偶极起伏和内腔损耗引起，抽运噪声和自发辐射对弛豫振荡的影响相对较小。同时，从理论上对强度噪声的光电负反馈抑制进行了分析和仿真，为实验上噪声抑制电路的设计提供了一定的理论基础。参考此理论电路，设计了可以获得较好的相位超前和低噪声宽带宽增益放大的噪声抑制电路，在实验上获得了良好的噪声抑制效果。当弛豫振荡峰为311 kHz时，弛豫振荡峰处的强度噪声被抑制了39 dB，在整个频谱范围内获得了低于-115 dB/Hz的噪声水平。

提出了一种基于双镜环行光路的新型非平面多程激光放大器，它具有结构简单、体积小、空间对称性好、调节容易、光通放大次数多的优点。信号光束在放大器腔内沿着立体环行的非平面空间对称路径多次通过激光介质被放大，可在小型激光介质中获得高功率的放大激光输出。对放大器腔内光路进行了理论建模和参量分析，给出了部分光路模式的模拟图，分析了光路损耗与功率放大；初步设计了基于Yb:YAG薄片和激光二极管(LD)端面抽运的全固态非平面多程薄片激光放大器，适用于高功率激光放大。

利用1064 nm波长的全固态连续NdYVO4激光器作为抽运源，采用周期调谐技术，对PPMgLN晶体准相位匹配的全固态连续波光学参量振荡器(CW OPO)宽波段连续调谐输出特性和伴随输出的受激拉曼(Raman)散射进行研究。实验在多周期PPMgLN晶体的基础上，采用连续工作模式、单谐振和外腔结构。实验结果表明，全固态CW OPO实现了信号光在1435.9~1670.2 nm近红外波段和闲频光在4185.0~2970.4 nm中红外波段连续调谐输出；在30.5 μm周期处，抽运功率达到11.79 W时，获得最大总输出功率4.29 W，光光转换效率达到36.4%；在28.5、30.0、30.5 μm处同时有受激Raman散射光伴随输出；增加Raman散射的损耗，可以提高CW OPO闲频光的输出功率，在3451 nm处获得最大输出功率1.98 W，光光转换效率达到16.8%。实现了外腔式全固态CW PPMgLN OPO在信号光和闲频光波段的高功率连续调谐输出，伴随输出的Raman散射对CW OPO的闲频光有重要影响。

从时域的耦合波方程出发，数值研究了宽带钕玻璃激光谐波转换装置中输出三倍频脉冲的幅度调制效应，提出在三倍频的和频过程中加入一束窄带脉冲来抑制输出脉冲的幅度调制效应。研究结果表明，窄带脉冲的引入可大大减缓群速度失配对相位匹配带宽的限制，从而可以很好地抑制三倍频脉冲的幅度调制效应；对于目前所需要的带宽为1 THz的紫外脉冲，传统三倍频基本装置中的幅度调制深度为180%，采用上述方案后，三倍频脉冲的幅度调制深度降低到20%。

气孔是5754铝合金激光搭接焊接过程中经常出现的缺陷，它对焊缝的机械性能有很大的影响。实验采用光纤激光器研究了在搭接铝合金板间设置间隙对气孔的影响及其机理，发现，间隙的设置为气孔的逃逸提供了一个通道，气孔率有明显减小的趋势。当间隙从0变化到0.2 mm时，由于间隙较小而有毛细现象的发生，搭接间隙气孔的逃逸通道被液态焊缝金属的凝固过程封闭，气孔减小并不明显；当间隙从0.30 mm变化到0.75 mm时，由于间隙增大，间隙部位的焊缝液态金属发生的毛细现象减弱甚至消失，导致这部分金属距离熔合线很近，表面保持液态，气孔逃逸的通道被打开，气孔有明显减小的变化。实验还发现，随着间隙的增大，搭接焊缝的剪切强度有了很大的提高。

利用中心波长为1040 nm、脉宽为190 fs、重复频率在200~5000 kHz之间可调的飞秒激光对熔融石英进行微加工。研究了烧蚀阈值随脉冲重复频率、扫描速度的变化规律，阐明不同参数下热扩散效应及热累积效应对烧蚀过程的主导作用。在最优化条件下，制作了双线波导，可以对1040 nm激光实现圆形基模传输。进一步制作了椭圆晶胞的六角微结构波导，对1040 nm激光可以输出近高斯强度分布的基模，模场面积达到247.48 μm2。该微结构波导可实现单偏振传输，消光比达9.05，波导数值孔径约0.017。

熔石英光学元件表面损伤修复点周围的烧蚀碎片是诱导元件损伤的一个主要因素。根据烧蚀程度将修复点周围的烧蚀物质分为两类，然后针对不同类型的烧蚀采取大光斑CO2激光钝化和氢氟酸缓冲溶液刻蚀清洗两种方法对其进行去除处理，并且得到具体的优化处理参数。实验结果表明，两种方法都可以有效地去除修复点周围的烧蚀碎片，达到有效提升修复点抗激光损伤能力的目的。

针对灰铸铁激光熔覆的白口组织和开裂问题，研究了NiCuFeBSi合金材料及基体预热工艺对白口组织控制的影响，评价了合金力学性能。结果表明，NiCuFeBSi合金熔覆层界面白口组织宽度较小，基体预热温度升高时，白口组织呈现分散、断续状分布。半熔化区由于白口组织存在，显微硬度在此区达到峰值，向界面两侧呈递减趋势；NiCuFeBSi合金抗拉强度较高，横向抗拉强度大于纵向，其与HT250的对接试样抗拉强度受热影响区强度下降影响，强度小于NiCuFeBSi合金和HT250。熔覆层拉伸断裂机制为解理断裂为主、解理与准解理混合型断裂。

机器视觉系统对于提高激光机器人再制造质量有重要作用。针对浅斑类缺陷无法在点云数据中定位的问题，开发了专用识别系统，将二维图片和三维点云结合起来实现该类缺陷的三维检测。对灰度图片进行处理，包括图像频域增强、区域标记和区域合并等，实现了二维图片中的缺陷定位；利用双目立体视觉系统对再制造零件表面进行扫描，获取零件表面三维点云数据，同时将二维缺陷边界转换为三维缺陷边界，实现了点云数据中缺陷的定位。实验结果表明，该系统能有效识别浅斑类缺陷，并且再制造精度高。

针对镁合金表面耐磨性差的问题，采用预置粉末法对AZ31B镁合金表面进行激光合金化Al-Cu粉末试验。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪、显微硬度计、摩擦磨损试验机对合金化涂层的相组成、微结构及性能进行了分析。结果表明，涂层与基体呈冶金结合、组织均匀致密、呈网状结构；涂层中除了有α-Mg、β-Al12Mg17外还含有CuMg2，且β-Al12Mg17含量远高于基体材料；涂层的显微硬度由50 HV提高到210~265 HV，为基体的4~5倍，相对耐磨性为2.5。

为了研究激光冲击处理对镁合金焊接件应力腐蚀性能的影响，采用激光波长1064 nm，脉冲宽度15 ns，脉冲能量4 J，光斑直径3 mm的钕玻璃脉冲激光器，对AZ31B镁合金交流氩弧焊接件表面进行冲击处理。室温下采用三点加载的方式，在去离子水中对试样进行应力腐蚀实验。利用光学显微镜和透射电镜观测激光冲击试样微观结构，利用扫描电镜观测应力腐蚀断口。实验结果表明：根据优化的激光参数，能在试样表面制得纳米结构表层，样品表面纳米晶粒大小为35 nm左右；激光冲击处理改变了试样表面的应力状态，由残余拉应力60 MPa转变为残余压应力-125 MPa；激光冲击处理后自腐蚀电位增大88 mV，腐蚀电流减小了73.4%，从而降低试样腐蚀倾向；未激光冲击的试样在浸没了192 h后出现应力腐蚀开裂，而激光冲击的试样在浸没了10个月后未出现裂纹，这表明激光冲击处理能够提高AZ31B镁合金焊接件抗应力腐蚀的能力。

为探讨氦氖激光局部照射调控正畸牙移动过程中血管改建的机制，应用波长为632.8 nm，激光功率为20 mW的氦氖激光照射实验性牙移动大鼠的牙周组织，进而对牙周组织切片进行环氧化酶-2(COX-2)免疫组织化学染色。图像分析结果显示压力区加力3、5、7 d组照射侧牙周组织COX-2表达明显高于对照侧，14 d后照射侧与对照侧差异无统计学意义；张力区加力1、3、5、7 d组照射侧COX-2表达均明显高于对照侧，差异有统计学意义。结果表示氦氖激光照射能增强实验性牙移动大鼠牙周组织中COX-2的表达，参与促进正畸牙移动血管改建的进程。

通过在多模光子晶体光纤的两端分别连接一根单模光子晶体光纤，对其选择合适的参数，形成一种可以实现低弯曲损耗、大模场单模传输的光纤传输系统。运用数值仿真，分析了该传输系统在模场面积、弯曲损耗、连接损耗等方面的特性。研究结果表明，多模光子晶体光纤与单模光子晶体光纤所组成的系统可实现有效的单模传输；工作波长为1064 nm时，多模光子晶体光纤在直波导状态时的基模模场面积可达1593 μm2；在弯曲半径低至10 cm时，多模光子晶体光纤仍然可以保持低损耗传输。经过对多模光子晶体光纤结构参数的优化，其与单模光子晶体光纤的连接损耗降低至0.085 dB。

提出了利用叠印啁啾光纤布拉格光栅(S-CFBG)实现宽谱微波信号光子信道化接收的方法。利用一个S-CFBG产生光频梳(OFC)，接收的微波信号被强度调制器调制到OFC的各个载波上。第二个S-CFBG对不同的边带进行滤波，利用波分复用(WDM)解复用器进行信道分离，实现对宽谱微波信号频率的实时测量。该方法还可以同时检测不同射频(RF)载波上所携带的数据信息，无需传统的电本振源阵列，简化了系统结构。建立了测量范围为0~20 GHz，测量精度为0.5 GHz的宽谱微波信号信道化接收仿真系统。实现了不同RF频率上携带信息的实时同步检测，并对接收误码性能进行了分析。

由耦合模理论分析得出，光纤布拉格光栅反射偏振相关损耗峰值位置对于温度和侧向力的作用有不同的响应特性。可通过相关灵敏度系数矩阵，用单根光纤光栅实现对温度和侧向力的同时测量，此方法解决了温度应力交叉敏感问题。实验测得反射偏振相关损耗左峰和右峰的温度灵敏度分别为0.0101 nm/℃和0.0100 nm/℃，侧向力灵敏度分别为0.0071 nm/N和0.0005 nm/N，温度和侧向力测量精度分别为±1 ℃和±0.6 N。此方法具有核心传感元件简单、稳定性好、易于埋入被测材料内部进行实时监测等优点，是一种检测材料内部结构和环境温度变化的新方法。

提出了一种基于注入锁定分布反馈式(DFB)激光器的双波长差频微波/毫米波信号产生方案。方案利用正弦波光信号通过半导体光放大器(SOA)进行非线性展宽，产生高阶分量，然后注入到两个DFB激光器后进行锁定放大，产生频率连续可调的倍频信号。在实验中，注入的正弦波光信号频率为1.25 GHz，得到20~40 GHz频率范围内1.25 GHz的任意自然数倍的连续可调微波信号，其最高倍频数为32。

基于长周期光纤光栅（LPFG）包层有效折射率与包层半径的良好相关性，提出一种半腐蚀长周期光纤光栅的新颖设计。将一根长周期光纤光栅分成等长的两部分，用HF酸腐蚀其中的一半区域，此时整根LPFG可看成具有不同谐振波长的两个半长度LPFG的级联。利用传输矩阵方法和三层介质光纤模型的色散方程分析了该种LPFG的光谱特性：随着腐蚀段包层半径的减小，两个分裂峰谐振波长之间距离增大，且模式越高间距越大。同时实现了应变和温度的同步测量，得到应变和温度的传感精度分别为±8.9 με和1.4 ℃。因此半腐蚀LPFG传感器可为解决LPFG交叉敏感问题提供有效方法。

提出并实验验证了一种基于光频梳的超短光脉冲的产生方法。使用强度调制器和相位调制器级联直接调制直流激光得到了29条顶部功率变化小于1.5 dB的光频梳。利用单模光纤色散将光频梳整形成重复频率为10 GHz，脉宽为2.68 ps 的光脉冲。并成功用于对1~4 GHz信号采样，系统的信噪比可达33.83 dB，等效于5.33 bit的有效比特数。

在真空环境下使用不同功率密度的CO2激光对化学气相沉积法（CVD）生长的石墨烯进行辐照，通过研究辐照前后的拉曼光谱变化考察了激光功率密度及辐照时间对多层石墨烯结构的影响。结果表明，当功率密度较低（13 W/cm2）时，石墨烯拉曼光谱中的D峰降低，2D峰增强，石墨烯内的掺杂、缺陷减少。随着功率密度的增加，石墨烯的缺陷增多，部分缺陷连接形成晶界，使石墨烯分解为纳米晶。在58 W/cm2的功率密度下，当作用时间为120 s时，在石墨烯表面产生非晶碳。研究表明，适当参数的CO2激光辐照能改善石墨烯的内在性能。

在空间光通信中，光学系统起着非常重要的作用，光学薄膜技术已成为制作光学元件的关键技术。对532、808、1064、1550 nm激光工作的4个波段，选择Ti3O5和SiO2作为高低折射率材料，借助于膜系设计软件，采用电子束蒸发和离子辅助沉积的方法设计并制备了激光滤光膜。镀膜后的基片在808 nm处的透射率大于90%，532、1064、1550 nm处的反射率均大于99%。重点解决了808 nm透射区半波孔的问题，通过对基片进行清洁、减少薄膜的吸收和进行真空退火等方法提高了膜层的激光损伤阈值。经过性能测试和评估，满足系统的要求。

依据偏振光反射原理和多角度测量的多点拟合算法，实现了对薄膜材料折射率和厚度的精确测量。将高准直半导体激光入射到薄膜样品与空气分界面上，逐步旋转样品或改变样品表面的入射角，得到待测样品的反射率随入射角变化曲线。在曲线上取不同入射角处所对应的反射率，根据计算公式求解出多组薄膜厚度和折射率。利用已测量的多组反射率与求解出的薄膜参数相应反射率拟合后可确定出薄膜参数最优解。在求出的薄膜参数附近拓展一定范围再次拟合，可求出更精确的薄膜参数。基于此方法测量了SiO2薄膜的折射率和厚度，测量折射率误差不超过0.3%，厚度误差不超过0.07%。

建立了非稳腔激光束通过大气湍流随机相屏传输至远场焦平面上的光斑强度分布模型，并考虑CCD像素单元对激光能量的离散化积分采样及探测噪声的影响，以峰值斯特雷尔比Rs、环围能量斯特雷尔比Ree和光束质量因子β作为评价远场光斑质量的指标，利用蒙特卡罗法研究了在不同信噪比(SNR)和光斑分布形态情况下，采取四种不同阈值去噪方法对远场光斑质量评价参数计算精度的影响。结果表明，足够的测量信噪比是保证光束质量测量精度的前提，在测量信噪比和光斑分布形态给定的情况下，采取阈值为CCD背景噪声均值，同时保留随机噪声起伏的去噪方法是较为合理的选择。

为了准确测量皮秒量级超短脉冲的信噪比，扩大测量仪器的可测动态范围，针对高功率超短激光脉冲在相关过程中产生参量荧光的问题,研制了一台重复频率扫描测量的三阶相关仪，并在皮秒域短脉冲光学参量啁啾脉冲放大(OPCPA)抽运源上开展了测量技术研究。研究实验表明，通过采用大角度非共线匹配方式，消除了参量荧光对测量过程的影响，进而通过结构优化降低了背景噪声的影响，使可测动态范围达到107左右。由于互相关技术的非对称性，该测量系统可同时提供时间波形的分析功能。测量结果显示，激光脉冲前沿与双曲正割(sech)型曲线比较吻合，而脉冲后沿与高斯型曲线吻合得比较好。

通过建模仿真，从改善陀螺输出带宽以及提高互易性噪声抑制能力出发，对单路闭环谐振式微光学陀螺（R-MOG）和双路闭环R-MOG进行了分析研究。相比于单路闭环R-MOG，双路闭环R-MOG在抑制互易性噪声的同时，能较好地改善输出带宽，并进一步提高陀螺系统的线性度。在此基础上，搭建了双路闭环R-MOG的实验系统，并进行了陀螺零偏稳定性以及输出响应特性测试。实验结果表明，陀螺1 h的零偏稳定性为0.53 °/s，在±1000 °/s转速范围内，陀螺系统的线性度为99.995%。

研究了飞秒激光测距中空气色散对其脉冲宽度的影响，探讨了飞秒激光脉冲宽度随入射初始飞秒脉冲宽度、中心波长和激光传输距离等参数的变化关系。为保证飞秒激光测距精度，提出采用高密度透射式光栅的飞秒激光测距空气色散补偿方法，并详细分析了光栅周期、光栅对间距对不同中心波长的飞秒激光脉冲宽度压缩的影响。该方法具有体积小和操作方便等优点，对采用飞秒脉冲激光进行长距离高精度测量实验研究具有一定的指导意义。

提出一种利用光学导管在受限空间内进行三维形貌测量的方法。由多块反射镜构成的光学导管可以将投影系统在空间外产生的条纹图像投射到空间内表面；同时也可以将空间内采集到的图像传送到空间外并被CCD接收。避免了由于空间制约引起的阴影和遮挡，实现了在受限空间内部进行三维测量。实验结果表明了该方法有效可行。

彩色全息显示是全息显示的一个重要研究目标。研究了使用RGB三色激光的彩色全息显示技术，提出基于空分复用的彩色全息显示方法。全息光电再现像的成像区域大小和成像区域中心位置依赖于RGB三色激光的波长，通过调节RGB三色分量原图大小以及加载数字闪耀光栅实现RGB三色再现图像分量区域大小和成像中心的重合。基于空分复用的方法建立了彩色全息显示系统，最终的彩色全息显示系统利用空间光调制器加载计算生成的24 bit全息图再现彩色图像。实验结果验证了该方法的可行性。

将光学中的干涉与衍射原理相结合，提出了一种新的光学加密系统。该光学加密系统将图像信息隐藏于两个相位板(POM)及一个振幅板(AOM)中，其中振幅板使用计算机随机生成，两个相位板则通过解析方法得到。解密时，使用相干光照射两个相位板，并通过分束镜使二者的衍射光场进行相干叠加，此干涉场被振幅板调制，再经衍射一段距离后所得衍射场强度即为原始图像，此图像可以采用CCD等图像传感器件直接记录。本方法不但消除了先前提出的基于干涉原理加密方法存在的“轮廓像”问题，也对部分密钥泄露攻击具有很强的稳健性，具有较高的安全性。此外，本方法原理简单，加密过程无需迭代，解密系统易于物理实现。计算机模拟结果证实了本方法的有效性。

针对多因素影响下偏振光在散射介质中的一般传输特性，系统分析了入射光波长、介质厚度、粒子参数和入射光偏振态等物理属性对偏振光子传输特性的影响。采用蒙特卡罗方法，追踪每个光子的偏振态变化，通过统计分析偏振度变化曲线得到光经过多次散射后的斯托克斯矢量和偏振信息，并对偏振光在散射介质中的传输规律进行分析。仿真实验表明相对于波长比较大的粒子对入射光的偏振态改变较小；线偏振光能较好地保持自身偏振态；圆偏振光能够在较短时间内重新恢复自身偏振状态，粒子半径越大恢复能力越强，并且在向前传输的过程中其旋转方向会发生改变。

提出了一种基于“钢管质量块”弹性结构体的光纤光栅(FBG)加速度传感器，4个光纤光栅粘贴在质量块一侧的钢管表面应变的最大处，光栅分布在沿钢管圆周呈90°方位角的位置上，粘贴方向沿钢管的轴向。通过两两组合的光栅对的波长变化量的差值感测弹性结构体不同方向的振动加速度，实现二维测量及温度补偿。使用有限元软件进一步分析说明了传感器的测量原理及谐振频率。传感器性能参数测试结果表明，该传感器谐振频率为515 Hz，与有限元分析结果基本吻合，灵敏度为0.88 pm·m-1·s2，加速度测量范围为15～75 m/s2；传感器二维振动测试结果良好，具备较好的抗干扰振动能力。

提出并实验证明了一种基于自外差探测和波长扫描技术的光纤布拉格光栅远距离传感系统。该系统将远程光纤光栅阵列的反射信号光与本地参考光进行差频探测，并通过声光调制器对探测光的频移及脉冲进行调制，有效地提高了系统的探测灵敏度和传感距离。在没有放大的情况下，在171 km的探测距离处，光纤光栅传感器的反射布拉格波长信号的信噪比达到33 dB。该系统可以准确地绘制出远端光纤光栅阵列的反射谱，实验结果显示两个光纤光栅的布拉格波长与温度均成良好的线性关系，且传感灵敏度为11 pm/℃。

开展了强度关联成像领域中对于运动目标成像的研究，为了克服目标与系统之间的相对运动引起的图像退化问题，提出了基于参考臂探测器记录的光场强度分布平移补偿进而提高运动目标强度关联成像分辨率的方案。理论和实验结果表明：通过对参考臂探测器记录的光场强度分布进行平移补偿，利用强度关联成像技术仍然可以获取运动目标的高分辨率图像。针对强度关联线性重构和稀疏约束非线性重构算法，分别讨论了遥感探测应用过程中探测噪声对运动目标强度关联成像重构质量的影响。此外，比较了所述技术与现有去运动模糊技术的优缺点。

迭代最近点(ICP)算法广泛运用于三维点云数据的多视拼接，其精度和迭代收敛性严重依赖于待拼接数据的初始拼接位置，这就决定ICP只能是一个性能优越的精确拼接算法。粗拼接算法旨在为ICP提供一个良好的初始拼接位置。基于信息论中熵的概念，分析了点云的空间分布规律与所处位置的关系，在此基础上提出了一种新的粗拼接算法—迭代最小空间分布熵法。 实验表明，该算法有效可行，可以提供很好的初始拼接位置，在误差允许范围内，该算法可以直接实现点云拼接。

不同地表目标的模拟回波波形对测高仪系统参数设计具有重要意义，而海洋回波参数在Tsai之后很少被研究。根据菲涅耳衍射理论、海洋表面镜面反射性质以及海洋表面波高和斜率的统计规律，推导出与Tsai结果不同的近天顶方向入射时星载海洋测高仪探测器输出的回波解析表达式和回波总光子数；并用该推导结果建立了适用于激光测高仪亚毫弧度量级发散角的回波解析式。将模拟波形与地球科学激光测高系统(GLAS)真实海洋回波做对比，其能量、脉宽、振幅和形状都非常接近，误差均小于6%；分析得出海洋测高仪回波与测高系统参数和海平面上方平均风速有关，以GLAS参数为例，在风速大于12 m/s的条件下将很难收到有效海洋回波。该结论对海洋激光测高仪的系统设计参数及海平面上方风速的反演提供了重要的理论依据。

光子筛作为一种衍射光学元件，具有较大的色散，不适用于宽光谱成像。光子筛的焦距随着入射波长的增大而减小，而正的折射透镜焦距随着入射波长的增大而增大。应用了折衍混合方法进行光子筛消色差的设计。该设计利用二者相反的色散特性，在光子筛的一侧紧密放置一平凸透镜，从而实现光子筛的消色差设计。并针对可见光光谱进行了设计，分析表明该方法能够实现消色差，且具有一定校正二级光谱的能力，消色差波长与中心波长处焦距相对误差为0.33%，成像光谱带宽为20 nm。与普通单个光子筛相比，该方法有效拓宽了光子筛的成像光谱范围。与使用波带片的折衍混合系统相比，聚焦光斑更小。