光纤激光传感系统作为一种新型的光纤传感技术，结合了光纤传感的高灵敏度、可分布式测量和不易受电磁干扰等优点，以及光纤激光器的窄线宽和高光信噪比等优势，能够很好地应用于油田、矿山、桥梁、电力以及飞机等领域的测量和安全监控。从两个方面介绍了目前光纤激光传感系统的研究进展，一方面是基于单参量测量的光纤激光传感系统，系统所探测的参量包含了温度、应变、折射率、电流、声波和风速等；另一方面是基于双参量测量的光纤激光传感系统，主要是解决温度与横向应力、应变和折射率等交叉敏感的问题。

基于瑞利散射效应的相干探测光时域反射技术（COTDR）因具有高动态范围、高灵敏度等特性，而成为超长距离连续分布式传感监测的重要手段。在介绍COTDR技术的原理和发展现状基础上，对COTDR传感系统的设计及关键技术包括抑制相干衰落噪声、提高传感速度以及多机理融合传感系统等进行了研究，并对COTDR在超长通信线缆链路监测、温度和应变传感等方面的应用进行了探讨。

报道了基于主振荡功率放大(MOPA) 工作方式的吉赫兹级窄线宽、高峰值功率光纤激光器。该激光器以脉冲调制的分布反馈式单频半导体激光器为种子源，波长为1064.12 nm，脉冲宽度为3.92 ns，重复频率在10~50 kHz内连续可调。采用光纤双程放大结构的预放大级以增加小信号放大能力并抑制强抽运下的自发放大辐射，优化功率放大级光纤长度以抑制窄线宽激光放大过程中的受激布里渊散射，在重复频率为10 kHz时，获得光谱线宽为1.5 GHz、峰值功率达15 kW的脉冲激光输出。实验研究了不同重复频率时的输出激光脉冲特性。

为实现激光二极管抽运全固态激光器(DPSSL)的小型轻量化和高效率，研究了采用高温激光二极管(LD，808 nm，55 ℃)作为抽运源，降低温控系统制冷压力，减小传导冷却结构体积、重量、功耗的思路和方法。分析了激光二极管抽运全固态激光器中热电制冷器制冷量与激光二极管工作温度的关系，采用高温激光二极管阵列抽运源和角锥棱镜谐振腔设计了可靠性高、小型轻量化的全固态激光器，研制了工程化样机，激光器重复频率为50 Hz，连续工作时间达6 min，脉冲能量为85.7 mJ，脉冲宽度为10.8 ns，光束发散角为2.8 mrad，电光效率为4.3%，体积为170 mm×62 mm×80 mm，重量为1.1 kg。研究表明，高温激光二极管抽运的全固态激光器是实现DPSSL小型轻量化和高效率的有效途径。

双包层光纤激光器输出光中的包层光严重影响了激光的光束质量、光谱特性以及激光器的可靠性和稳定性，有效滤除包层光是双包层光纤激光器工程化的一个重要环节。对高功率包层光滤除器的热效应进行了理论与实验研究，利用ANSYS中流体动力学模块仿真分析了高功率包层光滤除器的温度场分布，在15~600 W的包层光滤除功率下进行了实验验证，在此基础上仿真优化了千瓦量级功率的包层光滤除器。优化后滤除器温度下降近46 ℃，可稳定工作在80 ℃左右。

为了获得气体流速分布均匀性对激光器注入能量和输出能量的影响，运用计算流体动力学(CFD)方法对放电区流场进行模拟分析，得到放电区气体流速的纵向分布和竖向分布。根据影响流速分布不均匀性的因素，对整个流场进行优化改进。根据流体动力学原理及激光器结构及其轻量化要求，在原有结构基础上增加3层隔板以改善流场分布特性。优化后，放电区气体平均流速达到99.3 m/s，流速的纵向不均匀度为5.2%，竖向不均匀度为7.1%。激光器的重复频率由300 Hz提高到365 Hz，单脉冲注入能量由160 J提高到171.5 J，输出能量由20 J提高到21.8 J，激光发散角减小了0.5 mrad。改善放电区流场分布特性可提高激光器的整体性能。

1.7 μm波段光源在光学相干层析成像(OCT)系统中可以减少组织散射和吸收损耗，从而增加成像深度。提出以放大自发辐射(ASE)光源抽运长度为300 m的高非线性光纤和长度为10 km的色散位移光纤产生连续光源。其中，后置于ASE抽运源的可调谐滤波器调节连续光源的峰值波长和功率，所得光源经过掺铒光纤吸收整形后得到峰值波长为1675 nm，10 dB谱宽约为75 nm的连续光源。为了在不提高抽运功率的情况下提高OCT信噪比，增加了萨尼亚克滤波器，得到了周期为14 nm的近似多波长宽带光源。实验结果表明，该结构可实现1.7 μm波段的宽带光源，实验分析结果为OCT新型光源及1.7 μm波段光纤激光器提供参考。

在基于四波混频（FWM）效应实现频率变换的全光纤光学参量振荡器（OPO）中，信号光通常只能在较短的距离内获得有效的参量增益。根据光时域反射（OTDR）技术的基本原理，通过测量信号光的后向散射光，获得了信号光在光子晶体光纤（PCF）中的增长曲线，进一步计算得到了PCF中的参量增益分布；将PCF的起始端到参量增益急剧下降处的距离定义为有效作用长度，并且通过水浴实验验证了测量结果。测量发现，在34.5 m的PCF中，有效作用长度仅有10 m，信号光仅在PCF的前10 m获得了有效增益，近似以指数形式增长，在后24.5 m的PCF中，信号光与抽运光已不再满足相位匹配条件，信号光不再增长。这种测量全光纤OPO参量增益分布的方法有助于优化全光纤OPO的结构,提高全光纤OPO的转化效率。

主要研究了外加光反馈对光纤布拉格光栅外腔半导体窄线宽激光器特性的影响。在研究温度对光纤光栅外腔半导体激光器激射波长影响的基础上，设计了强度可调的外加光反馈系统，并利用延时自外差法测试外腔半导体激光器的线宽，从实验上分析了不同强度的外加光反馈对外腔半导体激光器线宽和噪声的影响。实验结果表明，在外加光反馈强度逐渐增强的过程中，激光器线宽逐渐变窄。当反馈比为-22 dB时，激光器线宽被压窄至原始线宽的15%。与此同时，在相同的反馈变化下，激光器的相对强度噪声开始无明显变化，直到反馈比达到-27 dB。再继续增大反馈强度，相对强度噪声显著增大，激光器内部发生相干崩塌。

微机电系统（MEMS） 垂直腔面发射激光器（VCSELs）是一种特殊光源，具有低功耗、高调制速率、宽波长调谐范围、易耦合等优点，被广泛应用于激光通信领域。为提升激光器工作性能，如扩大波长调谐范围、提高偏振对比度等，需要优化内腔亚波长光栅结构参数来改善腔内光场分布以及偏振输出模式。基于等效介质理论（EMT），并结合薄膜理论设计了针对调谐范围中心波长为850 nm、GaAs材料的亚波长光栅的较优周期、占空比、脊高的取值。分析了横电（TE）、横磁（TM）光，占空比与脊高对光栅透射率的影响。另外，通过系统模拟，对比了未刻蚀光栅、光栅未优化及光栅优化后的激光器波长调谐范围，结果表明：针对特定波长调谐范围及光栅材料，通过优化光栅参数可实现光栅对TE或TM光的增透，增强半导体腔和空气隙之间光场的耦合，进而扩大激光器的波长调谐范围。

分别对厚度为1.0，1.5，2.0 mm的不锈钢-碳钢层合板进行激光弯曲试验。采用金相显微镜、电子探针和扫描电镜能谱仪对激光弯折区的元素扩散现象进行分析；采用纳米压痕试验测得过渡层附近的纳米硬度及弹性模量分布，对过渡层处纳米硬度、弹性模量和屈服强度的变化进行了分析。结果表明，弯折区过渡层处元素沿板厚方向连续稳定扩散，Fe、Ni、Cr元素扩散范围相近，1.0，1.5，2.0 mm厚层合板的过渡层厚度分别增加了2.5，3.5，3.0 μm。元素扩散促进了过渡层的冶金结合，保证了层合板过渡层的材料性能。

焊接过程中锆合金板材的温度在300 ℃以上时锆合金易吸收氢、氧、氮等气体杂质,这些气体杂质使得锆合金的力学性能急剧下降，加强焊缝及热影响区的隔离保护和合理制定焊接工艺参数是获得优良焊接质量的关键。以光纤激光器为热源，对厚度为0.7 mm 的Zr-Sn-Nb-Fe（锆锡铌铁）合金薄板进行激光对接焊试验，采用ANSYS有限元软件，建立激光对接焊非线性三维传导有限元模型，模拟计算Zr-Sn-Nb-Fe合金薄板的温度场分布。结果表明：模拟计算获得的熔池形状、尺寸与实际焊缝基本吻合，验证了采用高斯面热源模型来模拟Zr-Sn-Nb-Fe合金薄板激光对接焊温度场的合理性；温度场最终呈现流星状的稳定分布，焊缝附近等温线密集，焊缝熔宽窄，热影响区小，板材表面温度在300 ℃以上的区域的宽度随激光功率的增大而增大，随焊接速度的增加而减小；在激光功率为1300~1500 W，焊接速度为50~70 mm/s，离焦量为+1~+2 mm，氩气保护喷嘴直径为8~12 mm的条件下，Zr-Sn-Nb-Fe合金焊接试样的抗拉强度与母材基本相当，获得了良好的焊缝质量，焊缝无气孔、裂纹等缺陷，晶粒细小,主要元素含量相对母材无明显变化，焊接试样具备较高力学性能。

研究了基体预热对激光沉积修复GH4169合金试样的残余应力、组织和拉伸性能的影响。结果表明,基体预热至300 ℃的GH4169合金试样，残余应力x向分力σx的平均降幅为59.4 MPa，降低了11.7 %。残余应力y向分力σy的平均降幅为189.7 MPa，降低了44.6 %。沉积层枝晶间析出Laves相呈现颗粒状的碎化现象。抗拉强度和屈服强度与未预热的修复试样基本一致，断后伸长率为12.3%，提高了近一倍，达到锻件标准。试验表明基体预热可有效提高激光沉积修复GH4169合金的室温拉伸性能。

采用最小二乘中线法建立基于成型粉末物性的表面粗糙度计算模型；选用选区激光熔化成型Ti6Al4V单熔道和零件，用表面粗糙度仪检测成型零件的表面粗糙度，光学显微镜观察、检测成型单熔道几何尺寸，分析所建模型理论值与实验值产生误差的原因。实验结果表明：激光重熔区对表面粗糙度计算模型精度影响较大，模型理论值与实验值的平均相对误差为5.7%，误差较小，模型具有实际工程应用价值。成型零件主要由α和β相组成，显微硬度为487.3 HV0.3。

利用300 W Nd:YAG毫秒量级脉冲激光器对6061铝合金与玻璃进行激光透射焊接实验。利用万能拉伸实验机测量焊接件拉断力，用扫描电子显微镜观察玻璃断口及焊缝横截面形貌。研究焊接道次和焊缝间距对焊接件拉断力、焊缝形貌以及断口形貌的影响。研究表明，利用毫秒级脉冲激光可实现玻璃与铝合金的可靠焊接，焊接件拉断力最大可达159.93 N。焊缝间距为0.8 mm时，铝合金与玻璃能充分混合，获得较好的焊接。

采用激光冲击强化(LSP)技术对TC4钛合金试件进行表面处理，利用空气炮试验系统对试件边缘进行外物冲击模拟，对外物打伤(FOD)试件进行拉-拉疲劳试验。结果表明，激光冲击强化有效提高了外物打伤TC4钛合金试件的疲劳强度；未强化试件疲劳裂纹源萌生在缺口根部靠近上表面的位置，强化试件的裂纹源萌生位置在材料内部，与缺口根部有一段距离，且裂纹萌生难度增大。数值应力分析结果表明，强化后试件凹坑的最大拉应力值为668.90 MPa，比强化前的1076.21 MPa减小了37.85%；强化后试件凹坑中心的残余拉应力比强化前平均减小了350 MPa；加载拉应力后，强化前后试件凹坑最大应力分别增大到1542.36 MPa和1124.37 MPa，强化后比强化前试件应力减小了30.22%，说明压应力对裂纹的萌生有明显的延缓作用。残余压应力的引入是激光冲击强化提高打伤试件疲劳强度的主要原因之一。

采用电弧辅助激光焊接方法通过添加Al-12%Si焊丝进行了铝/镀锌钢异种金属涂粉对接熔钎焊工艺试验，分析了送丝速度对焊缝成形的影响；运用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、材料试验机等观察分析了焊接接头各区域的微观组织、断口形貌、物相成分和接头力学性能。结果表明：在适当的焊接参数和工艺条件下，能够得到正反面成形良好的对接接头。当焊接速度一定时，随着送丝速度的增大，焊缝正面的铺展宽度减小，背面的铺展宽度增大。Si元素主要富集在接头上部，焊缝中的组织主要有α(Al)基体及沿晶界分布的Al-Si共晶相。铝/钢界面层生成了不均匀的金属间化合物层，其主要物相有Al8Fe2Si、Fe4Al13和Fe2Al5，接头最大抗拉强度可达130 MPa，断口表面形貌呈现韧性和脆性共存的混合型断裂特征。

为研究激光冲击强化7050铝合金薄板表面残余应力的形成机制，采用5种不同功率密度的激光束冲击加载7050铝合金薄板，利用PVDF（聚偏二氟乙烯）压电传感器测量激光冲击薄板试样的动态应变，利用X射线应力分析仪测量激光冲击后的残余应力分布，并借助三维显微系统观察激光冲击强化造成的表面微结构。结果表明，当激光功率密度为1.02 GW/cm2时，激光冲击引起的横向变形小；当激光功率密度为1.53 GW/cm2时，表面稀疏波与横向变形共同导致了试样最大残余主应力呈等双轴分布；当激光功率密度为1.98 GW/cm2和2.77 GW/cm2时，冲击区域中心比临近区域分别高出5.680 μm和10.800 μm，在来回反射的冲击波与表面稀疏波的共同作用下产生了残余应力洞现象；当激光功率密度为4.07 GW/cm2时，试样冲击区域产生了较大的塑性变形且比较平滑，最大残余主应力呈均匀分布。

研究了光斑重叠率对飞秒激光硅材料表面着色的影响。实验结果表明：飞秒激光在硅材料表面着色是由于在其表面诱导出了周期纳米条纹结构；在飞秒激光功率一定的情况下，较高和较低的光斑重叠率都不能实现着色；在选定激光功率范围内，光斑重叠率越大，呈现的颜色越丰富，着色效率越高。另外反射率的测量结果表明着色后样品在可见光范围内反射率下降了50%左右。得到了飞秒激光硅材料表面着色的参数窗口，为飞秒激光半导体着色的推广提供了技术参考。

约束方式和晶体温度是影响磷酸二氢钾(KDP)晶体性能的两个主要因素。晶体在约束条件下，温度的变化使晶体产生热应力和热形变，破坏晶体原有的相位匹配条件，从而致使谐波转换效率降低。为了获得约束条件下温度与晶体匹配角的关系，建立了约束条件下晶体匹配角热敏感性的分析方法。利用有限元分析法，计算约束条件下温度变化产生的热应力和热形变分布；将热光效应、弹光效应以及热形变引入到匹配角的计算之中，获得匹配角的变化规律。以神光Ⅲ原型装置采用的晶体约束方式对该方法进行了验证。结果表明，该方法计算得到的神光Ⅲ原型装置晶体在约束条件下三倍频效率与温度的关系符合效率变化的实际规律。

针对传统微透镜阵列制作工艺复杂、成本高、周期长等缺点，研究了一种低成本、高效率制作微透镜阵列的技术方法。以SU-8负性光刻胶为主模结构材料，采用2次紫外斜曝光工艺，加工出主光轴平行于硅基的微透镜阵列作为主模结构。依次采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)软光刻技术和NOA73紫外曝光技术对主模结构进行复制得到PDMS 和NOA73 2种材料的微透镜阵列，用共聚焦显微镜观察微透镜阵列的表面形貌并搭建光学检测平台，测试微透镜阵列的成像效果。结果显示，NOA73材料的微透镜阵列具有更好的光学性能。通过上述工艺加工的微透镜阵列具有较好的成像效果和表面形貌，重复性好且加工周期短，可集成在微流式细胞仪中用于样本流的荧光检测，提高了检测精度。

利用红外热成像技术，研究了编织碳纤维复合材料（CFRP）在纤维束编织平面内的热传导规律。根据激光调制加热原理，推导了纤维束平面内热扩散系数和相位梯度的关系，并搭建了相应的实验平台，对CFRP试件进行实验。以玻璃碳作为参考材料，将测得的红外辐射相位信号进行规格化处理，并利用高斯滤波去除红外热图像的噪声。实验结果表明，碳纤维复合材料的各向异性使其在纤维束编织平面各方向上的热传导呈现一定的规律，且与传导方向相关。当激光调制频率小于2 Hz时，可以测量得到CFRP试件在平面不同方向上的热扩散系数。

针对无人机（UAV）着陆时机身相对于着陆点的精确位姿参数的需求，设计了一套基于日盲区紫外成像的无人机自主着陆引导系统。利用日盲区紫外成像技术对典型特征的紫外信标点进行成像，基于摄像机透视投影变换以及直接线性变换求得位姿参数初值，并对初值进行非线性优化得到精确解，由此实现无人机自主着陆引导工作。利用日盲区紫外在近地面唯一性的特性，能消除自然背景光的影响，在低能见度条件下的优势尤其明显。经实验验证，系统距离定位相对精度能够达到0.5%，角度定位绝对精度优于1°，能够满足无人机着陆引导的精度要求。

为提高缬氨酸产量，以一株产L-valine的黄色短杆菌(Brevibacterium flavum) BFS为出发菌株，通过He-Ne激光诱变育种，分别设置不同的诱变强度和时间，确定最佳诱变条件为照射功率15 mW、照射时间20 min。对发生正突变的菌株进行L-valine 耐受性筛选，得到的突变菌株产酸量提高了25.50%，并且该菌株可稳定遗传至少10 代。激光诱变是一种安全有效的微生物育种技术，低剂量激光辐射更有利于菌株诱变效果的改善。

梯度法、标准偏差法只能反演单一时刻的大气边界层高度，为此，提出了一种可以反演一段时间内大气边界层高度的图像边缘检测法。通过对常规方法的介绍和分析，说明研究图像边缘检测法的必要性。利用自主研发的激光雷达实测数据进行反演分析了一个昼夜和4种不同天气背景下的大气边界层高度，图像边缘检测方法与梯度法和标准偏差法反演大气边界层高度的均方根误差最小值为9.4 m和11.4 m。实验结果表明，该方法简单可靠、准确性高、不需要选取初始值，与传统常规方法相比具有更低的敏感性和更强的自适应性。

为了给环保部门防控大气污染提供科学依据，联合侧向和后向散射激光雷达系统对近地面气溶胶后向散射系数廓线进行高分辨率探测。分析发现，近地面气溶胶后向散射系数廓线随高度变化不尽相同，大致分为4种情况：多层结构、随高度升高而增加、随高度升高而减小以及不随高度变化。分析了连续两个夜晚的气溶胶后向散射系数廓线随时空的变化情况，并对2014年3月至2015年2月合肥西郊82个夜晚数据进行了统计分析，得出近地面气溶胶后向散射系数廓线按季节的分布规律。

为实现准国土范围内高精度授时和守时，利用光纤传递铯钟、氢钟等高精度原子钟的时频信号，在实际光纤链路上验证其长距离传递性能。采用波分复用和双向双波长的传输方法，介绍了在275 km京沪干线上实现高精度时频传递的相关工作。针对长距离光纤链路的特点，探讨了链路损耗与散射、色散与频率噪声、补偿系统动态范围和反馈带宽等对时频传递性能的影响。实验获得了频率信号的秒稳定度达5×10-14和天稳定度达7×10-18的传递性能，同时，千秒尺度下的时间方差可达2.4 ps。

地球同步轨道（GEO）星地激光通信终端为开敞式结构，其光通信天线裸露于卫星舱外，受交变剧烈的空间外热流影响，光通信天线符合温控要求的在轨有效工作时间每天仅有4~6 h。基于现有热控技术基础，通过对太阳窗的设计削弱空间外热流的影响，改进系统热稳定性，并基于有限元分析得到使光通信天线系统热稳定性最佳的太阳窗光热特性参数优化设计，使其满足太阳透射率较高、吸收率较低，并且内、外表面红外发射率均较高的要求。采用上述太阳窗优化设计，光通信天线次镜可全天候满足温度指标，主镜全天中满足温度指标的时间可达12 h，二者有效工作时间分别为基础方案（未采用太阳窗）的3倍和2倍。

采用电极脉冲电弧放电激励紫外曝光刻写的光纤布拉格光栅（FBG），重点研究了电极在栅区不同位置放电对光纤光栅光谱特性的影响。实验发现，在电极放电激励时，光栅反射率下降，光谱展宽并红移，放电引起的光谱变化具有可逆性。采用传输矩阵方法，在理论上分析了光纤光栅在电极放电产生的非均匀温度场下的光谱特性，与实验结果吻合。特别地，当电极在栅区中心位置放电时，光栅反射率下降幅度达到最大，反射谱峰值比无电极放电时小12 dB，表现出开关量特性。

为了减小大气衰减效应和大气湍流效应对自由空间光通信的影响，采用了多输入多输出技术。假定自由空间光通信系统采用开关键控强度调制直接探测，信道独立同分布、无记忆平稳遍历并且具有加性高斯白噪声，在发射端和接收端都可以获取理想信道状态信息；建立了综合大气效应下多输入多输出信道模型和系统模型，推导了等增益分集合并下自由空间光通信系统的遍历容量和中断概率闭合表达式，仿真分析了各种天气条件和大气湍流对空间光通信链路的影响，结果显示随着发射孔径和接收孔径的数目增多，大气效应的影响逐渐减小，通信系统性能随之提高。从系统复杂度及性能提高程度综合考虑，选择2个发射孔径、2个接收孔径较为合适。

在两种不同条件下分别讨论了平行光栅对压缩器输出激光脉冲的时间稳定性，采用数值计算的方法定量分析了光束指向性、折返镜姿态变化、光栅对平移误差等因素对压缩器输出脉冲脉宽的影响以及在不同光栅刻线密度下输出脉冲对这些因素的敏感程度，并给出了不同条件下不同影响因素的误差容许范围。

针对同轴米散射激光雷达，提出了判断出射激光束光轴和望远镜光轴是否同轴的准直判据。以判据最大化为控制目标，以二维电动镜架为执行机构，采用变步长调节算法，设计了同轴米散射激光雷达自准直系统。实验结果表明该系统可实现高精度快速自准直调节，调节精度可达0.05 mrad，验证了准直判据和调节算法的有效性。这有利于实现激光雷达系统的自动化和无人值守。

基于光源内调制法的相位生成载波(PGC)解调系统中存在因干涉仪臂差及光源快速调谐引入环境相位噪声和光源相位噪声等问题，为此，建立了基于微纳光纤全光相位调制器的新型PGC解调系统。为满足PGC解调技术应用要求，设计了基于光吸收致热效应的微纳光纤全光相位调制器，调制带宽可达10 kHz以上。在此基础上，构建了光纤水听器PGC解调系统，并进行了模拟水声信号的测试解调研究。实验结果显示，该系统可以对3 kHz以下水声信号的进行良好解调。

基于低速预先采集并记录调制散斑场、对毛玻璃高速高精度定位寻址的方式，提出一种方法解决了参考臂面阵CCD的图像采集速度对关联成像速度限制的问题。基于该方法搭建了可预置强度关联激光三维成像雷达实验系统。采用每次平移一个系统所决定的散斑大小就能保证两次采样独立的预置运行轨迹方案，以散斑场的相关性系统为评价函数，实验验证了该预置方案准确性高、重复性好。同时，完成了预置速度为2 kHz的强度关联激光三维成像演示实验，其成像结果与实时采样速度为100 Hz的强度关联激光三维成像结果相当，证明了该技术的有效性。

开展了瑞利测风激光雷达系统性能改进和效率提升研究，改进接收系统光信号的耦合效率、传输效率和采集效率，使改进后的接收机光学效率比原接收机提高1.874倍，解决了系统在紫外波段光学效率低的问题。优化了校准参数，并将标准具表面反射率提高至80%，使激光频率锁定精度满足系统探测精度的需要。增加60 m准静态零风速实时校准管道，消除多普勒零点偏移产生的测量误差，提高了系统探测精度。利用改进的瑞利测风激光雷达进行大气风场探测实验，与探空气球相比风速和风向最大相差6.73 m/s和24.6°，平均相差1.28 m/s和2.65°，获取了多区域高时空分辨率的风场数据，为研究中高层大气变化规律、认识空间环境的区域变化特征提供了必要的数据支持。

直接在Ti基底表面制备的三维微纳米复合结构TiO2具有比表面积大、光利用效率高、电荷传输阻抗小的优势。采用飞秒激光对Ti片进行刻蚀制备微米结构，使用H2O2在微米结构表面氧化制备纳米多孔TiO2。该复合方法制备的三维微纳米复合结构TiO2在紫外波长范围内平均反射率低于5 %。光催化降解甲基橙结果显示，飞秒激光制备的微米结构形状和尺寸特征对催化性能有显著影响。该复合结构性质稳定，多次降解循环速率保持不变。飞秒激光化学复合制备的方法可以充分发挥飞秒激光在Ti基底表面超精密、可控制备的优势，对实现金属表面金属氧化物功能材料的制备具有重要意义。

高功率、高能量中红外脉冲光纤激光源因其在生物医疗、材料加工、红外对抗等领域的重要应用前景，近年来受到国内外科研人员的广泛关注。

传统的立体光固化成型（SLA）技术采用逐层固化的方式构造三维物体，存在系统复杂、打印速度慢、难以规模化应用等问题。2015年3月，《Science》封面报道了一种基于氧阻聚效应的连续液面生长技术（CLIP），该技术利用一种透气特氟龙薄膜和氧气构造一层液态死区，实现了连续光固化3D打印，与传统的SLA技术相比，速度至少提高了100倍，最高速度可达500 mm/h。