水下光学成像技术对于海底资源勘测、海洋生态监测、水下搜索救援、水下考古等应用具有重要意义。相比传统水下摄像机，距离选通成像技术可以过滤选通切片外的后向散射噪声和环境背景噪声，实现高质量水下成像，但是在浑浊水体中仍然会受切片内后向散射噪声影响，导致成像距离缩短。对此，开展了光学偏振与距离选通成像结合的水下偏振选通成像技术研究，利用后向散射光良好的保偏性去除选通切片范围内的后向散射噪声，提升目标识别距离。通过理论仿真和实验研究，对比分析了不同水质下距离选通成像和偏振选通成像目标识别距离的差异。发现存在临界衰减系数c₀：当水体衰减系数小于等于c₀时，光学偏振对于提升距离选通成像工作距离无效果；当水体衰减系数大于c₀时，偏振可提升距离选通成像工作距离。实验中还发现，目标反射率会影响临界衰减系数。该研究有利于不同水质下距离选通成像的优化应用。

高脉冲能量和窄脉冲宽度的激光放大器可以应用在诸多领域，例如激光加工、激光医疗美容和激光雷达。种子源激光器与行波放大结构相结合的主振荡功率放大（MOPA）技术，既能保证输出的脉冲激光相关特性（如脉宽和重复频率等）与种子源特性一致，又能实现激光输出能量的放大。因此MOPA技术成为激光放大器工程应用中的主要技术。本课题针对医疗美容对亚纳秒级大能量激光放大器的需求，研制了一台基于亚纳秒微片固体激光器的激光放大器。首先，采用亚纳秒被动调Q微片固体激光器作为种子源。种子源激光器在重复频率为10 Hz，脉冲宽度为487.3 ps时输出能量为190 μJ的1064 nm种子光。然后，利用自制的两个氙灯泵浦Nd: YAG模块作为主放大器对亚纳秒激光脉冲能量进行放大，对放大过程自激振荡产生的能量实现了抑制，有效地提高了放大过程中的能量转换效率。最终，得到了波长1064 nm和532 nm可切换输出，在重复频率为10 Hz时，获得了脉冲宽度496.4 ps，脉冲能量561 mJ@1064 nm，330 mJ@532 nm，能量稳定性2%且光斑均匀的亚纳秒激光输出。