光声池是发生“光-热-声”耦合的场所, 光声池性能的优劣直接影响检测系统的精度与灵敏度。 为了提高光声池的性能, 在传统圆柱形光声池的基础上, 提出了一种两级缓冲式光声池。 利用COMSOL软件中热粘性声学物理场接口仿真分析了缓冲隔板高度及缓冲隔板数量对光声池内声场的影响规律。 结果表明, 光声池的共振频率随缓冲隔板数量和高度的增大而减小。 当缓冲隔板的数量固定, 缓冲隔板高度H大于11 mm时, 光声池的共振频率随缓冲隔板高度的增加而急剧减小。 在光声池共振频率要求范围内, 共振频率的减小有利于光声信号幅值的提高; 当缓冲隔板的高度固定时, 光声池的声压随缓冲隔板数量的增加而减小; 当缓冲隔板高度在0～11 mm之间时, 声压值保持相对稳定; 当缓冲隔板高度大于11 mm时, 声压值随缓冲隔板高度的增加而急剧减小。 流场方面, 通过在缓冲腔内设置缓冲隔板可减小左侧缓冲腔内的速度梯度。 一级缓冲方式虽可一定程度减小速度梯度, 但在缓冲隔板处出现速度波动, 而两级缓冲方式不仅减小了光声池内的速度梯度, 而且使气体流速更加平稳。 考虑到光声信号幅值、 声压及光声池内速度梯度等指标, 选用缓冲隔板高度为11 mm, 缓冲隔板数量为2。 基于所给最优参数的两级缓冲式光声池, 仿真及实验结果表明: 所设计的两级缓冲式光声池和同尺寸的圆柱形光声池相比, 声压由3.34×10-5降低为3.32×10-5, 本底噪声由(2.83±0.11) μV降低为(1.26±0.03) μV, 共振频率由1 344 Hz降低为1 299 Hz。 虽声压减小了1.2%, 但声噪比提高了2.22倍, 且共振频率在满足要求的范围内降低了3.3%, 使光声信号幅值得到一定程度提升。 整体来说, 两级缓冲式光声池稳定了气体流动噪声, 减小了流动噪声的波动幅度, 为光声池优化设计提供了一种新的思路。

星-地激光通信具有通信距离远、传输信道复杂等特点, 为建立稳定可靠的星-地激光通信链路, 需要建立大口径的地面站。着重研究了地面站中500mm大口径主镜柔性支撑的点位分布及结构尺寸。让主镜组件既满足刚度需求, 也具有柔度缓解其自身动态误差。在Isight平台建立光机热耦合的优化流程。运用Zernike多项式拟合面形得到精准的镜面RMS值; 并以此为优化目标, 获取柔性支撑点位的最优解及柔性杆尺寸参数的最优解。经过优化, 主镜组件可适应温度范围扩大了约30℃; 在俯仰角度变化下, 主镜RMS值下降约2nm。对设备进行了相关试验, 主镜面形均满足指标要求小于0.08λ。

近年来，人工智能科技的普及为激光领域的科技教育注入了新动力，进一步推动了激光行业的快速发展并拓宽了应用范围。从激光器件优化设计、激光器系统结构优化设计、光束智能控制及优化、激光特性的精确表征与预测、激光器应用效能优化等5个方面介绍了人工智能对激光领域的赋能效果，并对未来两个学科的双向赋能进行了初步分析和展望。

纹波系数是超辐射发光二极管（SLD）的关键指标，增透薄膜被用于降低纹波系数。基于平面波方法的增透膜设计得到广泛应用，然而倾斜腔面SLD中增透膜的性能普遍不佳，使用时域有限差分方法进行分析，发现存在反射曲线偏离和反射率高等问题。优化了增透膜设计，优化后1°~10°腔面倾角内的反射率降低，降幅最高达82%，其中双层增透膜反射率低于0.05%。采用反应磁控溅射工艺镀膜，并验证了优化设计效果。经过增透膜优化，光谱纹波得到有效抑制，SLD管芯纹波系数和调制系数分别仅为0.019 dB和2.30×10^-3，降幅超过50%，在100 mA的驱动电流下仍保持10 mW的光功率。所研制的增透膜能够有效减小腔面反射率，利用该增透膜制备了低纹波SLD。研究结果为SLD及其他半导体光电子器件的光学薄膜研制提供了参考。

高压电缆的温度会严重影响电缆的使用, 通过表皮温度监测线芯内部温度情况, 具有重要的意义。利用光纤光栅温度传感器, 可以实现电缆温度的精确测量, 通过分析其工作原理和解调机制, 证明温度和光纤光栅中心波长具有一定线性关系。通过形状因子改进三芯电缆的标准关系, 实现线芯温度与表皮温度间的方程构建, 并证明其准确性。搭建光纤光栅实时测温系统, 通过标定实验和误差分析, 证明测温系统的有效性。通过实验验证, 证明该测温系统能够有效实现高压电缆的温度测量, 并对于异常状态电缆进行辨别。

干湿交替和硫酸盐腐蚀引起的损伤严重影响导电混凝土服役时的长期稳定性。本研究以碳纤维、石墨作为导电相材料, 掺入粉煤灰和硅灰制备导电混凝土, 在干湿交替和硫酸盐腐蚀耦合作用下, 讨论粉煤灰、硅灰掺量对导电混凝土力学性能与电学性能的影响。综合导电混凝土的力学性能与电学性能衰变定义了服役性能劣化指标。结果表明: 掺入粉煤灰和硅灰后提升了导电混凝土在干湿交替和硫酸盐腐蚀下的耐久性和导电稳定性; 当粉煤灰和硅灰的总掺量一定时, 提高粉煤灰占比能够有效降低干湿交替和硫酸盐腐蚀造成的强度损失, 并提高导电混凝土的导电稳定性。

针对目前煤系地层隧道石门揭煤爆破掏槽技术最优参数确定复杂的难题, 以西藏拉泽公路圭嘎拉隧道为研究对象, 采用理论分析确定该隧道石门揭煤断面掏槽形式采用中空孔直眼掏槽, 并分析了其中空孔的三种空孔力学效应; 采用数值模拟试验方法建立了隧道石门揭煤直眼掏槽计算模型, 从石门揭煤掏槽效率、揭煤深度和煤层动力响应等方面对不同掏槽参数展开分析。结果表明：随着掏槽关键参数a=24 cm增加到a=32 cm时, 槽腔岩石破碎程度降低, 煤体破碎程度相当, 炮孔与空孔间未贯通的岩石厚度增加, 降低了掏槽效率; a=28 cm时, 局部揭煤深度过大, 增大了突出风险; a=32 cm时, 煤体深部出现松动区, 使深部煤体应力强度降低, 不同a对大断面煤系地层隧道石门揭煤煤层顶板动力作用影响较小。并获得了该煤系地层隧道石门揭煤爆破中空孔直眼掏槽掏关键参数最优值, 其中炮孔与空孔间距建议值为24 cm、空孔半径建议值为100 mm; 最后完成了现场爆破试验, 爆破后岩体破碎程度均匀, 掏槽效果好, 揭煤深度适宜, 其测试结果与理论研究成果较接近, 验证了研究成果的可靠性。