到2018年，普通发光二极管（LED）的普及率将达到80%。基于LED的可见光通信(VLC)技术有望为高速VLC的实现提供新方案。国内外研究者们分别对先进调制、编码/均衡、复用技术及材料/芯片等进行了研究，以扩展调制带宽、提高传输速率和增加传输距离。对载波幅相调制、自适应比特功率加载的正交频分复用调制、硬件/软件预均衡、后均衡等技术以及新型光学材料的原理和性能等国际研究热点进行了分析与讨论，对最新的研究进展进行了总结，从而为未来VLC的研究提供一定的参考。

针对固体激光增益模块紧凑化、简单化的设计需求，建立了激光二极管（LD）叠阵单侧抽运Nd∶YAG晶体棒的模型，并利用TracePro软件对陶瓷聚光腔内Nd∶YAG晶体棒抽运光的吸收情况进行了数值模拟。分析了聚光腔形状、晶体棒半径和 Nd3+掺杂浓度及其他影响因素对聚光效率和增益分布均匀性的影响。研究表明，聚光效率随聚光腔横截面积近似呈线性变化， Nd3+掺杂原子数分数为0.5%、半径为2 mm的Nd∶YAG晶体棒可以实现光斑半径约为1.0 mm的近基模振荡输出；晶体棒均匀抽运区域半径与U型聚光腔半径的比值约为0.5时，抽运光吸收较为均匀。LD叠阵单侧抽运Nd∶YAG晶体的抽运结构可以获得65%的聚光效率，增益分布均匀性优于0.65。

针对中红外固体激光器结构紧凑、抽运源模块温度要求严苛等引起的激光器散热难题，采用强制对流冷却、半导体制冷与热管导热等多种方法相结合建立了激光器的散热系统。应用COMSOL有限元软件建立了紧凑型中红外固体激光器散热系统有限元模型，利用温度传感器采集激光器侧壁和内部温度数据，对比有限元计算结果验证了模型的有效性。基于此模型计算了在不同环境温度条件下如风扇转速、热管等参数对激光器散热结果的影响，提高风扇转速、增加热管等方式可提高激光器散热效果，并且随着环境温度升高，散热效果改善明显。

设计了太阳光直接抽运1064 nm激光放大器，并实现了太阳光抽运下的激光放大。该激光放大器采用菲涅耳透镜和金属锥型腔相结合的太阳光会聚系统，增益介质为圆盘状Nd∶YAG和Nd/Cr∶YAG晶体。分析了固体激光放大的原理。通过tracePro仿真太阳光会聚系统，计算了增益介质表面的抽运光功率密度。基于Nd∶YAG与Nd/Cr∶YAG的光学与物理参数，用LASCAD仿真了增益介质内部的温度分布，验证了设计的可行性。在太阳辐射功率密度为900 W/m2和种子光最大功率为300 mW的实验条件下，最大激光输出为475.1 mW。对比分析了不同的太阳光会聚系统和不同增益介质的放大实验数据，探讨了后续改进的方向。

设计并研究了对光纤侧面加工的方法，使光纤侧面发光，从而获得了液晶显示器背光模组所需要的多发光点结构的激光光源。模拟分析了对光纤侧面加工时不同孔深、孔面积、孔几何结构等参数对光纤光场的影响，得到了各个出光点对应光场照度最大值在5%均齐度范围内的光场。

根据分布布拉格反射镜(DBR)的工作原理，优化量子阱(QW)和DBR结构，采用Crosslight 计算机模拟软件模拟了垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL)的反射谱和QW增益谱，确定QW组分、厚度以及DBR的对数。采用分子束外延技术外延生长并制备了850 nm顶发射VCSEL。测试结果表明，阱宽为5 nm的In0.075Ga0.925As/Al0.35Ga0.65As QW，在室温下激射波长在840 nm左右，设计的顶发射VCSEL结构通过Ocean Optics Spectra Suite软件验证，得到室温下的光谱中心波长在850 nm附近，证实了结构设计的正确性。

烷烃类气体中的碳原子是碱金属激光器中碳粒沉积的唯一来源，因此对碱金属蒸气室内的烷烃气体气压进行高精度无干扰探测有助于定量分析碳粒沉积问题。采用傅里叶变换红外光谱技术，选择主峰右翼的吸收峰（3.369 μm）作为特征峰，对甲烷气压进行了定量分析，并分析了蒸气室倾斜对测量精度的影响。实验结果表明，对纯甲烷以及甲烷和氦气配比1∶3时的气体，该方法对甲烷气压的测量最大偏差分别为0.055 kPa和0.057 kPa；当蒸气室倾斜角度大于0.0035 rad时，测量偏差将高于0.075%。该定量分析甲烷气压方法的测量精度满足碱金属激光器碳粒沉积问题表征的需求，将为碱金属激光器碳粒沉积机理研究提供参考。

为提高Inconel 690合金管表面的耐蚀性和耐磨性，对合金管表面进行了激光熔凝渗氮处理,对处理后试样的微观组织、相组成、显微硬度及耐蚀性能进行了测试与分析，研究结果表明,激光氮化层主要由CrN、γ相等物相组成，氮化层具有较高冶金质量且无裂纹、气孔等缺陷，组织分布均匀、晶粒细小，显微硬度最高达到253 HV。经过激光熔凝渗氮处理后，合金管对Cl-表现出较好的腐蚀抗性，但对OH-的耐蚀性能轻微降低。

采用双光束光纤激光焊接方法对特殊的十字交叉型接头进行焊接研究，从焊缝成形、力学性能和微观组织方面，系统研究了光斑排布方式和热输入对双光束激光焊接十字交叉型接头焊接特性的影响规律。试验结果表明，采用双光束激光焊接方法可成功实现十字交叉型接头的连接，获得成形良好、力学性能满足要求的接头。在热输入大于120 kJ/m时可实现接合面的完全熔合，且串行排布时焊缝成形明显优于并行排布。接头抗拉强度随热输入的增大而增大；在热输入相同条件下，串行排布接头抗拉强度明显大于并行排布，在热输入约为140 kJ/m时接头强度达到母材的96.5%。焊缝重熔区显微硬度高于未重熔区，这归因于重熔后焊缝中存在更多的针状δ铁素体。

系统研究了双光束焊接过程中能量比对焊缝成形以及能量利用率的影响，采用高速摄像技术实时观察了不同能量比下的熔池行为，分析了能量比对双光束焊接特性的影响机制。结果表明，随着能量比增大，双光束焊缝熔深先减小后增大，熔宽变化规律与之相反，并在能量比为50/50时获得最小熔深和最大熔宽。不同能量比下能量利用率差别较大，能量比为20/80和50/50时分别获得最大值32.7%和最小值27.8%。熔池尺寸同样受能量比的影响，随着能量比增大，熔池长度先增大后减小，而宽度一直减小。能量比对双光束焊接特性的影响主要归因于焊接过程中匙孔状态以及熔池流动方式的改变。

基于主成分分析-支持向量机（PCA-SVM）模型，提出一种利用近红外辐射信号预测接头形貌的方法，研究了信号的变化规律与焊缝形貌之间的相关性，实现了工艺参数的优化。提取信号的6种时域特征参数并进行主成分分析，获得了接头形貌综合评定指标。根据信号的输入特征，利用支持向量机进行了分类预测。结果表明，近红外辐射信号能够反映焊接过程中焊缝状态的变化，不同缺陷的特征变化具有较大差异，且存在清晰的识别度。该预测模型能够准确识别焊缝成形形貌，准确率高达96.6%。

利用皮秒激光在304不锈钢上进行表面着色试验研究。分析了皮秒激光对不锈钢表面着色的机理，建立了表面色彩的模型。分别试验研究了扫描线间距、扫描速度和脉冲能量等激光工艺参数对着色效果的影响。研究结果表明，改变线间距、扫描速度和功率均能对着色效果产生显著影响，在扫描速度90～300 μm/s，扫描线间距0.001～0.01 mm，单脉冲能量60～140 mJ/cm2的参数范围内能得到较好的色彩，而且三者对着色有近似的影响效果。在试验基础上，获得了皮秒激光参数与CIE L*a*b*色彩模型之间的关系。最后对着色后的试样进行了颜色老化对比试验。老化对比试验表明，不同老化时间下的激光着色试样的色差值ΔE均很小，说明各试样颜色接近，耐老化效果较好。

通过激光损伤实验，系统分析了传统研磨抛光加工工艺中表面杂质、刻蚀时间、亚表层缺陷和划痕宽深比对熔石英元件激光损伤阈值的影响。结果表明：擦洗后熔石英元件的激光损伤阈值为21.6 J/cm2，未经擦洗的元件的激光损伤阈值为11.28 J/cm2，受表层杂质影响激光损伤阈值大幅度降低，而有缺陷位置处的激光损伤阈值明显比无缺陷位置处的低。刻蚀时间的增加会使工件表面粗糙度和缺陷尺寸逐渐增大，导致光学元件激光损伤阈值大幅度下降，因此需要合理选择化学刻蚀时间。亚表层缺陷会对入射光场产生调制作用，造成局部区域反射光、散射光及入射光相互叠加，最终导致材料破坏而产生激光损伤。随着刻蚀时间的增加，划痕的宽深比会逐渐增大，可以逐渐减弱划痕对光场的调制作用，从而降低激光损伤发生的概率。

飞秒激光加工是一种冷加工技术，能克服热效应的影响，使加工材料的边缘非常整齐和精确，对高熔点和硬脆材料的微细加工具有显著优势。为制备一种由金属靶和金刚石构成的X射线源微结构阵列阳极，提出采用飞秒激光加工技术加工金刚石微结构阵列，通过实验研究了飞秒脉冲激光加工多晶金刚石材料的工艺参量，重点分析了激光聚焦物镜、激光脉冲能量、重复扫描次数对金刚石微结构形貌和尺寸的影响，得到了符合制作要求的加工参量，并依据加工参量制作出了槽宽为20 μm，槽深达45 μm的高质量多晶金刚石微结构阵列，测得其表面可承受电子束轰击的最大功率密度为12 W/mm2。该阵列将可用于制备微阵列阳极X射线源，为实现X射线大视场相衬成像提供关键的光源器件。

针对5083铝合金厚板激光焊接中易出现的未熔合倾向和气孔缺陷问题，利用光纤激光对厚度为20 mm的5083铝合金进行了超窄间隙填丝焊接试验。分析了激光功率、焊接速度和送丝速度对未熔合倾向和气孔缺陷的影响。结果表明，增加激光功率、减小焊接速度或送丝速度将会减小未熔合倾向；气孔缺陷将随激光功率和焊接速度的减小而减小，随送丝速度的增加先减小后增大。采用优化的工艺参数，即光丝间距为+1 mm、焊接速度为0.42 m/min、激光功率为3.8 kW、送丝速度为3.5 m/min、离焦量为+20 mm，实现了深度为17 mm的超窄间隙坡口的5083铝合金激光填丝焊接，焊缝无未熔合缺陷，气孔率减小至0.25%。

采用激光熔化沉积方法制备了Ti6Al4V合金单墙体，研究了工艺参数对熔池尺寸稳定性、沉积层微观组织生长特性的影响。基于有限元模拟方法，计算了不同工艺条件下熔池的温度场及熔体的冷却速率。结果表明，在前几层的熔化沉积过程中，熔池尺寸会随基体散热条件的改变发生明显变化。对每层热量输入进行优化，可以准确控制熔池尺寸的稳定性。相比激光功率，扫描速度对沉积层定向生长特性及晶粒尺寸的影响更为显著，随着扫描速度的改变，沉积层组织很容易实现从柱状晶到等轴晶的改变。在本试验条件下，当熔池冷却速率高于135.3 ℃/s时，方可形成定向生长的柱状晶。

为了对激光直接金属沉积成形技术中不同参数进行规范，对Inconel 625球形合金粉末进行了激光直接金属沉积成形试验，对成形参数进行了无量纲化，得到了以接触角为几何形貌评价参数的加工图，并对工艺参数与单道沉积层几何形貌间的关系进行了分析讨论。结果表明，特征能量比为0.5~0.7时，粉末完全熔化且不造成能量剩余，沉积层呈现平滑的椭圆形;送粉速率是控制沉积层高度的首要因素，当送粉速率恒定时，激光功率对熔池深度影响较大。

激光熔覆制备了一种高硬度铁基涂层，涂层平均硬度约为775 HV，未发现裂纹缺陷。对涂层显微组织进行表征，结果显示，涂层为均匀、细小的树枝晶组织形态，初生枝晶内为马氏体相，枝晶间为残余奥氏体相，残余奥氏体基体上弥散分布着颗粒状碳化物。枝晶间有Mo、Cr、W、Nb等元素偏聚，但涂层中的C元素分布均匀。枝晶间残余奥氏体存在大量层错，并在层错密集区有马氏体相析出。

在细管径侧吹气体的辅助下,对SUS 304不锈钢试样进行了光纤激光焊接，使用高速摄影设备配合背景激光光源对匙孔、熔池以及金属蒸气的行为进行了观察，并对焊缝熔深和焊缝成形进行了分析。结果表明：在激光功率、焊接速度、离焦量、喷嘴位置与角度等参数一定的情况下，焊缝熔深随着细管径侧吹气体流量的增大而增加。细管径侧吹气体可以明显打开匙孔并维持匙孔稳定性，并扩大熔池面积。气体流量大小对焊缝成形有较大影响。当无细管径侧吹气体时，飞溅较大，焊缝成形均匀；当气体流量较小时，飞溅较小，且焊缝成形均匀；当气流量过大时，飞溅较小，但焊缝成形较差。

提出了双激光沉积掺杂薄膜技术，利用准分子纳秒激光和飞秒激光分别烧蚀石墨和锗靶材，保持准分子纳秒激光的参数不变，而将飞秒激光的脉冲频率逐次由0提高至500 Hz，在硅基底上获得锗含量逐次增大的掺杂类金刚石膜。实验结果表明：随着锗掺杂量的提高，锗掺杂类金刚石膜的折射率略微增大，消光系数增大7.3倍；表面硬度呈近似的线性降低，降低幅度约为41.3%；内应力呈非线性减小并在某值趋于稳定，降低幅度约为78.1%。牢固度实验结果表明，锗掺杂量的提高可以增强类金刚石膜在基底上的附着性能，但不利于其对溶液的耐腐蚀性。研究结果为不同应用目的的掺杂类金刚石膜及其复合膜层的设计提供了实验基础，且研究方法具有很强的可扩展性，不仅仅限于实验所限薄膜范围。

为了降低紫外固化系统光源的热辐射，根据光学薄膜理论，以HfO2、AlF3和Cr作为镀膜材料，采用反射与吸收相结合的结构，设计了紫外高反射、可见/近红外高吸收的滤光膜。通过在基底和膜系之间增镀Al膜作为过渡层，提高了薄膜的牢固性。通过优化工艺参数，研制了220～400 nm波段平均反射率为90.6%、420～2000 nm波段平均吸收率为92.4%的滤光膜。

依据光学薄膜理论及光学材料的特性，结合膜系设计软件，采用拆分技术原理，实现了双面膜系的设计，解决了单面膜层过厚、应力过大的问题。利用逆向分析法对实验测试结果进行反演，通过对膜层敏感度分布的研究，分析了产生误差的原因。采用不同的监控方式，使膜系的敏感层厚度得以精准控制。最终研制的滤光膜光谱测试结果表明，3.31 μm单点透射率为93.7%，通带半峰全宽为49 nm，1~3.2 μm和3.4~5 μm波段平均透射率为0.17%，满足系统使用要求。

极紫外光刻系统中的碳污染会降低多层膜反射率，在保证光学元件性能的前提下，如何选择碳清洗工艺是一项重要课题。通过对不同清洗工艺的原理分析，揭示了不同工艺对多层膜反射率的影响主要体现在膜层氧化、刻蚀及表面粗糙度劣化等方面。基于时域有限差分方法及总积分散射理论，研究了不同影响因素与多层膜反射率的关系。结果表明，膜层氧化及表面粗糙度劣化是导致多层膜反射率下降的主要因素，而刻蚀的影响相对较小。基于以上分析结果，射频氢等离子体及原子氢清洗技术，在去除光学元件表面沉积碳的同时，不会显著降低光学元件性能，可优先考虑采用。

在1060~1100 ℃的温度范围内和真空条件下对Nd,Y∶SrF2激光晶体进行了高温退火处理，测试了高温退火前后Nd,Y∶SrF2晶体的X射线双晶摇摆曲线、抗弯强度、应力分布和波前畸变图谱。结果表明,高温退火能有效改善晶体的结晶性能、抗弯强度、应力分布和光学均匀性。当退火温度为1080 ℃、退火时间为36 h时，获得的晶体综合性能最优，该温度和时间为最佳退火参数。

针对传统的基于光强传输方程（TIE）相位恢复方法中需要通过移动待测物体或者CCD以实现光强图像采集所造成的速度慢、精确度低等问题，提出了一种新的基于硅基液晶（LCOS）变焦透镜的相位恢复方法。首先，在LCOS上加载具有不同焦距的透镜相位分布图，使其实现变焦透镜的功能；然后通过本研究所设计的系统在同一成像平面上采集不同散焦距离的光强图像；最后求解TIE从而得到相位信息。该方法只需要改变LCOS上所加载的相位分布图即可形成不同的散焦图像，避免了传统方法中机械移动所造成的误差。模拟与实验结果均验证了所提方法的正确性和有效性。

大气湍流参数是评价大气信道对空间激光通信系统性能影响的重要依据。根据机载平台的运动特点，采用差分像运动法并利用夏克-哈特曼传感器与指向、捕获、跟踪伺服单元等设备，在加格达奇地区开展了不同海拔高度下大气湍流参数的分层测量实验。结果表明，在Kolmogorov湍流条件下，该地区日间大气湍流强度随海拔高度的增加而减弱，并在该变化趋势上叠加了大气湍流强度的随机起伏；大气覆盖逆温层顶层海拔高度范围为2.2～2.8 km，海拔高度为3.5 km的大气相干长度的变化范围为10～26 cm。该研究为机载激光通信系统的性能分析提供了重要的参考。

三坐标测量机（CMM）是坐标测量技术中高效率的精密测量系统，随着超精密加工技术的发展，对三坐标测量机测量精度的要求越来越高。考虑到三坐标测量机在测量过程中的弱刚体性状态，提出了一种基于激光追踪仪多站位测量的三坐标测量机空域坐标修正方法。首先建立激光追踪仪多站位测量系统，然后利用激光追踪仪的高精度干涉测长值对被测空域内的三坐标测量机待测点坐标进行修正，最后利用三线性插值方法对三坐标测量机的被测空域坐标进行修正。仿真实验结果表明利用所提出的空域坐标修正方法得到的标准球直径标准差均值为0.098 μm，小于三坐标测量机直接测量得到的标准差均值0.118 μm，验证了所提出的方法可以有效提高三坐标测量机空域坐标精度。

双脉冲双向传输放大构型可对两束激光脉冲沿主放大器空间对称的两个方向同时进行传输放大，有效增加了放大器的储能提取率，在惯性约束聚变激光驱动器领域具有很大的应用价值。通过建立等效光路，推导了两束激光脉冲在传输放大时波前畸变的叠加过程，并对神光-Ⅲ主机装置中的实测数据进行了数值模拟。结果表明,双向传输放大构型下两束激光脉冲的波前面形存在一定差异，波前像差集中在低频段，且三、四程放大时空间滤波器小孔处的激光脉冲和输出激光脉冲的波前畸变较大。为保证输出光束质量和光束通过空间滤波器小孔，必须对主放大器内的波前像差进行补偿控制。这些结论将为双脉冲双向传输放大构型的波前控制方案的设计提供理论指导。

近年来，航天技术的蓬勃发展使得空间碎片日益增多，严重影响在轨航天器的安全运行，因此需要对空间碎片进行探测和清除。随着对空间碎片探测要求的不断提高，空间碎片探测系统逐渐向一体化和多功能化的方向发展。提出了一种测距成像通信一体化的光学系统，通过分析成像跟踪的最大探测距离以及测距通信的接收功率，优化选取一体化光学系统中的最佳参数。分析得到的最佳遮拦比在0.144~0.172范围内，次镜膜层透射率在0.3~0.6范围内,且最佳透射率为0.462。该研究为用于空间碎片探测的一体化系统的研究提供参考。

为提高分布式光纤拉曼测温系统的测量速度和测量准确度，提出了一种自补偿光纤损耗及光纤色散的温度解调方法，并进行了实验验证。该方法对斯托克斯与反斯托克斯后向散射信号进行了损耗修正，避免了测温前对整条传感光纤进行定标处理的过程，减小了系统的运行时间；采用色散补偿平移算法对斯托克斯后向散射信号的位置进行修正，获得了与反斯托克斯后向散射信号相同位置处的斯托克斯后向散射信号的强度，降低了光纤色散对温度解调的影响，提高了系统的测温准确度。实验结果表明，当光纤传感距离为5.8 km时，温度波动由9.01 ℃下降到0.57 ℃，测温准确度由5.50 ℃优化至0.87 ℃。

光学天线作为空间激光通信系统中的核心组件，应具有较好的温度场稳定性和均匀性。较大的天线口径和地球静止轨道空间外热流的复杂聚变，增大了天线温度场热控技术的难度。根据光学天线的构型特点和外热流的变化规律，基于光机热一体化协同设计，将空间高效热防护技术与光学镜面辅助热控技术相结合，实现了对大口径光通信天线温度场的稳定性与均匀性的长期精稳控制，并通过热实验进行验证。实验结果表明，强日照期对天线采取避光策略时，满足光通信天线温度场指标要求的时长大于14.3 h/d，温度稳定控制在21.4～26.2 ℃范围内，主镜自身热差不大于1.3 ℃，主镜与次镜之间的热差不大于3.8 ℃，这些结果均高于稳定性与均匀性的指标要求。

探讨光敏剂锌酞菁体外光动力疗法（ZnPc-PDT）抗肿瘤细胞的量效关系，为合理使用ZnPc提供参考。采用人脑胶质瘤细胞（U87 MG细胞）作为研究对象，用噻唑蓝(MTT)实验考察细胞存活率。采用单一变量的研究方法，分别考察了ZnPc浓度、激光功率密度、光照时间、体系氧含量和组织厚度等参量与U87 MG细胞存活率的关系。利用1,3-二苯基苯并呋喃(DPBF)和DCFH-DA活性氧探针分别检测了ZnPc-PDT过程中单线态氧的产量，并通过倒置显微镜观察经ZnPc-PDT治疗后的细胞形态和死亡细胞比例。结果表明，随着参量设置的变化，ZnPc-PDT对U87 MG细胞的杀伤力具有差异，通过调节参量，可达到较好的ZnPc-PDT治疗效果。

采用基于迈克耳孙干涉仪的非相干数字全息显微成像系统能够得到物体在非相干光照明下的全息图。对基于迈克耳孙干涉仪的非相干数字全息显微成像系统进行了理论和实验研究。利用标量衍射理论计算了该系统在记录过程中的点扩展函数，获得了系统横向放大率及重建距离的具体表达式。搭建了基于迈克耳孙干涉仪的非相干数字全息显微成像系统的实验光路，利用CCD记录全息图，用广义相移数字全息干涉术去除孪生像与零级像，并用角谱算法得到了清晰的重建像。实现了分辨率板和洋葱表皮细胞等样品的非相干全息显微成像，验证了该系统的可行性。分辨率板的成像实验表明，该系统的横向分辨率可达512 lp/mm。微米洁面刷软毛的成像实验表明，该系统具有呈现物体三维结构的特性。

设计了一种基于表面等离子体共振(SPR)效应以及缺陷耦合机理的新型光子晶体光纤传感器。该传感器结构中光子晶体光纤包层的一个特定空气孔内表层被镀上金属薄膜，通过改变另一空气孔直径以形成缺陷，并在这两个空气孔中填充磁流体材料。通过分析磁流体的折射率与温度、磁场的关系，实现了对温度和磁场的同时测量。实验结果表明，耦合谐振峰与SPR损耗峰在温度升高时均产生蓝移，磁场增强时均产生红移。耦合谐振峰与SPR损耗峰的温度灵敏度分别可达到-1.338 nm/℃和-1.575 nm/℃，磁场灵敏度分别为4.333 μm/T和2.816 μm/T。该传感器不仅具有高灵敏度，而且实现了磁场和温度的精确测量。

从能量分配角度分析了光纤干涉式顺变柱体传感器的工作原理，给出了复合顺变柱体的等效刚度系数计算公式。采用有限元分析方法对复合顺变柱体进行固有频率的仿真，并得出光纤缠绕起始位置应该距离中间惯性振子5 mm的结论；实验采用固有频率测量的方法间接计算顺变柱体的等效刚度系数，对三个顺变柱体传感器进行的测量实验结果表明，该方法可作为顺变柱体复合刚度系数计算的依据。

为了改善激光诱导击穿光谱质量，使用具有时间分辨功能的光谱仪采集激光诱导钢靶等离子体光谱，研究了钢靶等离子体辐射光谱随延迟时间的变化特性。结果表明，光谱强度和背景强度随延时皆呈指数衰减，原子谱线强度在前4 μs内衰减更快但寿命较长，离子谱线存在寿命较短；采集延时对不同谱线的信噪比影响不同，Mn I 403.08 nm、Cr I 428.97 nm、Cr Ⅱ 458.82 nm、Fe I 430.79 nm和Fe Ⅱ 503.57 nm谱线得到的最佳延时分别为8,2,0,2,4 μs。采用双线法和Boltzmann曲线法计算等离子体温度、Saha-Boltzmann方程计算电子密度，验证了在0～10 μs范围内采集到的光谱信号满足局部热平衡状态。

太赫兹技术的重要应用急需准确的太赫兹辐射功率计量作为支撑和保障，国际计量局组织开展了国际首次太赫兹辐射功率测量比对。为实现太赫兹辐射功率准确测量，保障我国太赫兹功率计量取得国际等效互认，报导了全吸收型太赫兹辐射功率计，对太赫兹辐射功率计的计量性能和测量不确定度进行详细分析和实验测试。利用一种具有镜反射的太赫兹辐射计，对全吸收型太赫兹辐射计的计量性能进行实验验证，保障了太赫兹辐射功率计响应度量值的准确性和不确定度分析的合理性。利用自主研制的太赫兹辐射计参加国际首次太赫兹功率比对，取得了国际等效一致。

线偏振窄线宽光纤放大器在非线性频率变换和光束合成等领域有着广泛的应用。目前，非线偏振窄线宽光纤放大器的输出功率已经突破4 kW。相对于非保偏光纤，保偏光纤中的非线性效应更强，且模式不稳定（TMI）阈值更低。因此，基于保偏光纤实现高功率全光纤线偏振激光输出更具挑战性。目前，国际上公开报道的全光纤线偏振窄线宽放大器的输出功率大多为1.5 kW左右。2015年11月，国防科技大学利用三级级联相位调制方案，实现了1.89 kW的线偏振窄线宽激光输出，但是由于TMI的存在，输出功率的进一步提升受到限制。