本征正交分解（POD）方法已经广泛应用于时间变化随机场的分析，但其直接法或快照法存在自身固有缺陷，前者使关联矩阵求解特征值和特征向量较为困难，后者的有限抽样帧数会影响对随机场的统计特性分析。鉴于此，本文建立了基于泽尼克（Zernike）多项式加权系数的Zernike-POD方法，用于气动光学效应的波前模态统计分析。对于圆域问题，Zernike多项式阶数给定后，各阶加权系数与波前分布是一一对应的，并且通常用几百阶多项式就足以复原各种复杂波面形状。Zernike-POD方法由对波前本身改为对Zernike多项式加权系数的分解和模态计算，由于多项式阶数远少于波前的空间离散点数，因此，关联矩阵的维数降低，计算量减少，计算效率显著提高。Zernike-POD方法不损失空间分辨率，同时不需要限制最高采样帧数，因此，时间统计特性不受影响，预估的波前模态具有较高的时空分辨率。为验证该方法的有效性，用大涡模拟方法开展圆柱绕流数值仿真，并计算圆柱尾迹卡门涡街结构产生的时间系列气动光学效应数据，将该数据用于波前模态分析，波前空间分辨率为100×100，采样帧数为2万帧，Zernike多项式阶数取为217阶。一阶模态与稳态波前分布相似，二阶与三阶、四阶与五阶模态近似互为配对关系；前10阶模态能够基本复原波面形状，前49阶模态含能在97%以上，用完整模态重构的波前与原始波前没有本质差异；模态加权系数及其功率谱随阶数增加而呈下降趋势，前五阶模态加权系数的功率谱尖峰频率与光学窗口中心点脉动速度情况较为一致，对应卡门涡街的主频，斯特劳哈尔数St约为0.22。Zernike-POD方法适用于圆域波前模态分析，也适用于环形域和正方形域，并能够推广到流场结构、图像与信号等处理领域。

转塔绕流会带来严重的气动光学效应影响，从而限制机载激光**性能的有效发挥，故转塔气动光学效应的抑制研究具有现实的迫切性。采用高精度数值仿真方法，并结合风洞验证试验，以提供高置信度的时间序列波前数据。据此，建立校正残差在空域中随校正阶数的变化曲线与散点图，用于自适应光学校正的定量评估。研究结果表明：转塔流场中存在脱落涡街等复杂结构，当马赫数较高时还会出现激波；顶视气动光学效应最强，前视稳态像差含量高，顶视和后视动态像差占比大，激波结构会增加波前的动态像差占比；前视可以取得很好的自适应光学校正效果，而顶视校正难度较大，对自适应光学校正的变形镜拟合波面能力要求较高。因此，转塔气动光学效应的抑制建议采用自适应光学校正与流动控制结合等联合抑制方法。

采用改进的延迟脱体涡仿真(IDDES)方法、双时间步LU-SGS方法、本征正交分解(POD)方法开展数值仿真,并分析吊窗的尾迹流动气动光学效应的非稳态特性。仿真流线与油流实验在总体上可比性较好,但二者的吊窗尾迹区流场结构存在一定差异。吊窗流动易分离,K-H不稳定波会使分离剪切层失稳并产生脱落涡街,涡街与颈项涡相互作用,在吊窗尾迹区产生复杂的非稳态流动。吊窗尾迹流动气动光学效应以稳态相差为主,占比达70%,稳态相差会弱化气动光学效应的非稳态特性;波前以低阶模态为主,阶数越高,模态包含越多小尺度结构。根据标度律,在海拔为10 km与吊窗直径为2 m条件下,方均根光程差的时均值约为0.48λ,气动光学效应将得到进一步加强,这会对高能激光**(ABL)性能带来不利影响。

马赫-曾德尔外差干涉椭偏仪是一种重要的光偏振态实时测量技术。为了提高测量系统的精度、降低误差,采用外差干涉光路分析和数值模拟的方法,理论推导了透射式马赫-曾德尔外差干涉椭偏仪光路的误差公式。结果表明,光源偏振的椭圆化程度,偏振分光棱镜消偏比及倾斜都能引起测量误差;同误差参量下待测光束不同的椭偏比和s,p分量相位差得到的测量误差不同;马赫-曾德尔外差干涉仪的误差结果与迈克尔逊外差干涉仪相近。

对细菌视紫红质膜在两束非同频光照射下的非线性吸收特性进行了详细的理论分析, 并讨论了细菌视紫红质膜非线性吸收特性在光子学方面的一些新应用。

bR膜是一种优良的非线性光学材料,利用bR膜中的全息光栅的记录光、读出光及衍射光三者偏振状态之间的关系,在bR膜中实现了全光布尔逻辑操作。这种方法简便,实用性较强。

当透明介质中有畸变时, 介质均匀部分与畸变部分的透射光经过透镜变换后, 在透镜后存在交叠。将LiNbO3:Fe晶体置于两光交叠处, 利用LiNbO3:Fe晶体光放大作用, 可以将透射图案的对比度大大提高, 从而实现畸变的检测。此方法十分简便, 灵敏度较高