为了解决激光目标回波模拟器输出脉冲激光能量无法现场标定的问题, 采用模拟积分原理, 通过光电探测组件参数优化设计和积分组件电路结构设计, 建立了激光目标回波模拟器能量标定装置, 并设计相应实验对标定装置的测量能力进行验证。结果表明, 激光目标回波模拟器能量标定装置可实现对脉冲宽度为10ns~100ns脉冲激光能量值的准确测量, 其能量测量范围为10fJ~1pJ, 包含因子k=2时, 测量不确定度为13.8%。该研究可满足激光目标回波模拟器输出脉冲激光能量测量与标定的需求。

提出了一种光纤芯为单轴各向异性晶体、光轴方向为x轴、包层为各向同性材料的新型光纤模型。应用波导方程近似地求出光纤内场强分布，利用数值模拟分析了o光和e光的传播常数β随归一化频率V变化的色散曲线。进一步分析了光纤芯半径对o光和e光的色散方程的影响，结果表明光纤芯半径对o光和e光截止频率没有影响。基于以上特性，分别讨论了o光和e光传播常数β随光纤芯半径变化的曲线。通过分析光纤介电常数对色散曲线的影响，表明当入射光的归一化频率在一定范围内时，通过改变x方向和y方向介电常数的比值可以改变光纤内传播光的偏振方向。研究结果为设计偏振光纤提供了理论依据。

运用逐次逼近迭代法恢复近场畸变波前的高频相位，定量分析了高频相位恢复效果与滤波器截止频率之间的关系，并进一步讨论了近场和远场光强噪声扰动对恢复效果的影响。研究结果表明：随着滤波器截止频率的增大，即对近场波前相位探测器要求的提高，逐次逼近迭代法的高频相位恢复效果会越来越好。此外，高频相位恢复效果随近场或远场光强噪声扰动的增大而变差，其中，近场光强噪声扰动对恢复效果的影响相对较小，而远场光强噪声扰动对恢复效果的影响则明显得多。在实际工作中，为了获得较好的近场高频相位的恢复效果，不仅需要合理地对近场低频相位测量提出要求，而且还必须尽可能减小光强分布测量的误差，特别是尽量减小远场噪声光强的影响。

随着高速半导体器件的发展，高电子迁移率晶体管（HEMT）的工作频率已经达到亚太赫兹波段，所以无法简单地通过传统电学方法进行检测。鉴于此，必须采用超快光学方法测定HEMT器件的截止工作频率。利用持续时间更短的飞秒脉冲激光瞬时关断处于饱和工作状态下的HEMT器件，并且采用太赫兹时域光谱技术测量在器件被关断后电流的变化情况（时间是皮秒量级），最后，利用所测量到的太赫兹波形（即源漏电流随时间变化的曲线）和截止工作频率的关系，直接推算出可达到亚太赫兹波段的HEMT器件的截止工作频率。

采用Lewenstein路径积分模型和准经典“三步”模型,计算了不同脉宽的超短脉冲高次谐波波谱。通过比较模型截止频率随载波包络相位的变化关系的差异,对辐射过程中的量子效应进行了研究。结果显示,随脉宽的减小,以上两种模型计算结果出现的偏离增加,谐波辐射中的量子效应愈加明显。当脉宽减小至0.5T (T为光学周期)时,准经典“三步”模型已不能用以解释Lewenstein模型的计算结果。

在基于光栅投影的三维物体面形测量技术中,投影光栅的频率将直接影响着最终的测量精度,在系统参数允许的情况下,尽可能大地光栅频率将带来高的系统测量精度,因此,光栅频率选择是一个关键问题。提出了一种确定投影系统物面光栅频率上限的方法,采用基于图像分析的调制度传递函数测量原理,首先测得系统的调制度传递函数曲线,再由此确定满足系统限制的投影光栅截止频率。将调制度传递函数引入三维面形测量,全面考察系统低通滤波特性,有针对性地指导投影光栅频率的选择。并用实验证明了该方法的有效性。

频谱搬移法是一种能使截止频率以外的目标频谱通过成像系统的高分辨率成像技术,其效果明显但实现比较困难。为验证其原理上的可行性以及为实际应用提供参考,提出了实现这种方法的一种实验方案。该方案将干涉余弦条纹场记录在干板上,形成余弦光栅,利用CCD摄像机透过此余弦光栅直接对目标物体成像。余弦光栅代替照射目标的干涉条纹场,实现对目标物体的频谱搬移;利用步进电机带动光栅的移动实现条纹场的扫描;一个用软件实现的1维低通滤波器与CCD摄像机组合成为光学成像系统。实验结果对比表明,该方法是可行的,并且能大幅度提高成像系统的分辨率。

研究了三包层WⅠ和WⅡ型单模光纤的波导色散特性.结果发现在相同条件下,三包层WⅠ和WⅡ型单模光纤零色散点的调节范围比传统的双包层W型单模光纤明显增大.详细分析了几何参量P、Q和光学参量R1、R2对单模传输时的波导色散特性和低次模截止频率的影响.所得的研究结果为获得更为理想的色散补偿、色散平坦光纤及设计新型无源光器件提供了重要的依据.计算波导色散的方法可推广到多包层光纤.

利用自行编制的半导体器件模拟程序mPND1D(采用时域有限差分方法,求解器件内部载流子所满足的非线性、耦合、刚性方程组),对PIN二极管微波限幅器在高功率微波激励下的响应进行了计算,比较了不同条件下的计算结果,并对二极管微波响应截止频率作了探讨.计算结果表明:随着激励源幅值的升高,器件截止频率增大;随着脉冲长度减小,器件截止频率降低;随着器件恒定温度值升高,截止频率下降.