提出一种基于光克尔门空间扫描的单次激光信噪比测量方法.在该方法中, 门光和探测光在光克尔介质中正交传输, 通过光克尔门对探测光的空间扫描实现激光信噪比测量.采用该测量方法进行了单次激光信噪比测量的实验研究, 测得时间窗口和分辨率分别为88.2ps、2.7ps.由于取样门是由光克尔效应来控制, 因此该激光信噪比测量方法对于待测激光的波长没有限制.

PIN是电光调制器中常见的一种调制结构，该结构工作时产生的热光效应直接影响着电光调制器的性能。为了缓解这种热光效应对调制器的影响，从PIN调制原理出发，在绝缘体上硅薄膜（SOI）材料的基础上提出了一种波状PIN调制结构，并将该结构与普通PIN调制结构进行对比，定量分析了波状PIN结构对温度、折射率以及调制区载流子浓度的影响，通过仿真得出2 V调制电压下，波状PIN结构的温度降低了11.6%，抑制热光效应使得折射率漂移减小了28%，调制区注入载流子浓度提高了26.7%。通过实验，分别制作了波状PIN结构和普通PIN结构的微环电光调制器，经过测试发现波状PIN结构具有更大的谐振峰蓝移值，该结构有效抑制了热光效应的影响，证明了该新型结构的优越性及理论分析的正确性。

为了研究聚对苯二甲酸乙二酯(PET)分子拉曼振动模式的特性, 采用拉曼光谱法对PET纤维的拉曼光谱特性进行研究, 并对PET纤维分别进行酸、 碱、 盐处理, 获得酸、 碱、 盐处理前后纤维的拉曼光谱, 分析与比较了处理前后拉曼光谱的特性; 同时, 采用原子力显微镜对其形貌结构进行观察。 结果表明, 在200～1 750 cm-1范围, NaOH处理的PET纤维的拉曼光谱强度高于未经处理的PET纤维, 当拉曼频移大于1 750 cm-1时, 经碱处理的PET拉曼峰强度低于未经处理的PET拉曼峰强度, 且荧光背景减弱, H2SO4处理的PET纤维强度显著低于未经处理的PET纤维, CuSO4处理的PET纤维强度较未经处理的PET纤维的强度明显增高。 原子力显微镜测结果表明, 碱和PET纤维分子的相互作用使化学键断裂, 分子结构发生改变, 经NaOH处理后的PET纤维表面较未经处理的PET纤维表面更为粗糙, H2SO4处理的PET表面相对未经处理的PET纤维表面粗糙度降低, 经CuSO4处理的PET纤维表面比未经处理的PET纤维粗糙度增加。 PET纤维的拉曼光谱与原子力显微镜结果相一致, 表明拉曼光谱与原子力显微镜的结合有望成为高聚物物性的表征技术。

利用钛宝石激光脉冲在铷原子蒸汽中通过非线性光学混频产生两个不同波长的红外光脉冲信号。研究了铷原子数密度、泵浦激光强度以及光脉冲啁啾对两个红外光信号之间竞争特性的影响。结果表明，两个红外光信号主要产生于两个耦合的差频参量六波混频过程；信号的强度随铷原子数密度、泵浦激光强度和光脉冲啁啾发生变化；两个红外光信号间的竞争主要由两个参量六波混频过程的相位匹配决定，相位匹配与铷原子数密度相关度很强，而与泵浦激光强度和光脉冲啁啾相关度很弱。

采用宽带宽的光脉冲在铷原子蒸汽中产生两个红外波段双波长的光信号, 观察到两个红外光信号间存在竞争。研究了泵浦激光强度、光脉冲啁啾和铷原子数密度对两个红外光信号特性的影响。结果表明, 两个红外光信号产生于两个耦合的参量六波混频过程; 信号的强度随泵浦激光强度、光脉冲啁啾和铷原子数密度发生变化, 两个波长红外光信号间的竞争主要由与铷原子数密度相关的相位匹配条件所决定。

为了研究智能优化算法在不同晶体材料色散方程参数反演中的迭代搜索性能问题, 根据已测石英和方解石晶体的实验数据, 分别采用遗传算法、模拟退火算法和遗传模拟退火算法应用于晶体色散方程的参数反演中, 获得了晶体修正的塞耳迈耶尔方程的参量, 同时比较了三种算法在迭代搜索性能、算法稳定性、计算时间和差方和等之间的差异, 结果表明, 三种算法在晶体色散方程参数反演时都可以得到满意的结果, 但是, 由于遗传模拟退火算法同时具备遗传算法的快速全局搜索性能和模拟退火算法的极强局部搜索性能, 使得在晶体色散方程参数反演中的优化效果更优.因此在建立其它材料色散方程时建议采用遗传模拟退火算法, 而且这一结果对研究混合智能算法的迭代搜索性能也是有帮助的.

采用时间分辨瞬态吸收光谱技术研究了假根羽藻外周天线寡聚体的光保护机制.分别以667 nm飞秒激光脉冲和白光脉冲作为泵浦光和探测光,探测光与泵浦光之间的延时范围和准确度分别为340 ps和134 fs.实验结果表明在泵浦光激发之后外周天线对探测光的吸收是动态变化的.对瞬态吸收光谱进行多指数拟合, 并结合外周天线的荧光发射谱和激发谱进行分析, 结果表明: 500~600 nm的瞬态吸收谱主要来源于类胡萝卜素分子, 外周天线寡聚体至少包含四种具有光保护作用的类胡萝卜素分子, 对应的S0→Sn跃迁光谱为511 nm和554 nm, 522 nm和541 nm, 530 nm和563 nm(对应管藻黄素), 536 nm和575 nm；类胡萝卜素分子以两种方式参与到光保护过程中: 一种是直接方式, 在几皮秒范围内猝灭叶绿素三重态；另一种是间接方式, 在几百皮秒范围内猝灭从叶绿素分子获得能量的单线态氧.

采用 SURF算法对地面背景下红外目标识别。采用具有实时性的自适应中值滤波器和小波分频与直方图均衡的图像增强方法, 对图像进行预处理, 拉开目标与背景的灰度差异, 从而突出目标, 以便识别。对预处理完的图像采用 SURF特征提取匹配的方法进行红外目标识别。仿真实验中重点对 SURF特征匹配阈值和匹配特征点的数量进行了研究。实验表明, 文中方法对地面背景下红外目标识别效果较好。

以多像素光子计数器（MPPC）的光电特性和实验结果为基础，通过对传统的工作在线性模式下的雪崩光电二极管的信噪比公式进行修正，得到了适用于MPPC的信噪比表达式。对在随机光子探测模式下的信噪比表达式进行了数值计算和实验验证。数值模拟结果显示在随机光子照射下，最小可探测光子通量的量级为103 count/s, 最小可探测功率量级为10-15 W。对短脉冲光子探测模式下的光子计数信噪比表达式进行了数值分析，结果显示，利用调节合适的光电子数等效阈值进行光子计数的方法能够大大提高探测器的信噪比，该方法相比于传统的光子探测器有明显而独特的优势，在短脉冲弱光探测的场合，诸如脉冲激光测距、高能粒子物理等方面有较大的应用前景。

为了有效地提升激光脉冲对比度，提出采用光克尔快门技术对激光主脉冲进行选通来消除主脉冲前后的噪声。将激光脉冲分成两束，一束作为快门光控制光克尔快门，另一束作为待选通的光脉冲，这两束光在光克尔介质中空间交叉。调节光克尔快门的打开时间使其针对激光主脉冲进行选通，使在光克尔快门之外的光均被阻挡，由此有效地提升激光脉冲对比度。实验结果显示，光克尔快门持续时间为570 fs，选通效率为17%，激光脉冲对比度提升了大约104倍，表明采用光克尔快门选通技术能够有效地提升激光脉冲对比度。