对V棱镜法测定玻璃折射率原理进行了详细的理论推导, 并用实例验证了V棱镜法测定玻璃折射率的精确度可达±0.000 05。同时, 根据大量的玻璃成分及玻璃折射率测试数据, 拟合出CaO-B2O3-SiO2-Al2O3无碱玻璃折射率快速计算公式: n′=1.685 57ωCaO+1.385 31ωB2O3+1.536 71ωSiO2+1.612 23ωAl2O3, 精确度为±0.005, 分析了玻璃成分对折射率的影响。

为了分析同向抽运与反向抽运光纤拉曼放大器的最大拉曼增益，基于耦合微分方程，采用理论推导的方法，根据不同抽运结构下信号光放大的不同实际情况定义并推导出同向抽运光纤拉曼放大器和反向抽运光纤拉曼放大器的最大拉曼增益公式。然后，详细分析了各个参数对两种抽运方式下光纤拉曼放大器的最大拉曼增益的影响。对两种抽运方式下相同参数引起的最大拉曼增益进行了比较。结果表明，同样的参数对同向抽运与反向抽运光纤拉曼放大器最大拉曼增益的影响有相同的地方，也有不同的地方。最后，将最大拉曼增益和常用的开关增益进行了比较。对光纤拉曼放大器的实验、成本估计和器件效率等研究有重要参考意义。

为了对同向抽运光纤拉曼放大器的功率转换效率进行研究,由耦合方程出发, 理论推导出功率转换效率的解析解,采用数值计算的方法详细分析不同物理因素对功率 转换效率的影响。结果表明:功率转换效率先随着光纤长度和单位面积的拉曼增益系数增加而 增加,当增加到最大值时保持数值不变;小信号时,初始信号光功率对功率转换效率的影响较小;大 信号时,功率转换效率随着初始信号光功率增加而快速增加;功率转换效率和初始抽运光功率呈抛物 线曲线关系;抽运光与信号光的频率比增加时,功率转换效率减小。

为系统地研究同向抽运光纤拉曼放大器的功率转换效率, 采用求数值解和求近似解析解两种方法得到相关结果, 并对其结果进行了比较。首先, 由耦合微分方程出发, 采用龙格库塔算法对功率转换效率进行数值模拟, 同时采用求近似解析解的方法推导出功率转换效率公式; 然后, 给出两种方法下各个参量影响功率转换效率的定量分析结果; 最后, 对分析功率转换效率的两种方法得到的结果进行了比较。结果表明, 两种方法下, 各参量对功率转换效率影响的总体趋势一致。功率转换效率都随着光纤长度增加而增加, 直到增加至一确定值而保持不变, 随着初始信号光功率、光纤拉曼增益系数数值增加而增加, 随着光纤有效面积、抽运光与信号光的频率比数值增加而减小; 功率转换效率和初始抽运光功率都呈抛物线曲线关系; 不同的是, 求解析解的结果大于求数值解的结果。求数值解的结果精确, 优于求近似解析解的结果。所得结论与文献相比有新的进展, 为光纤拉曼放大器功率转换效率的进一步研究提供了参考。

为研究超高速碰撞天然白云石板产生闪光温度衰减阶段的演化特征, 利用二级轻气炮和瞬态光纤高温计, 进行入射角度(与靶板平面的夹角)为45°、碰撞速度分别为1.9, 4.2 km/s两种条件下的超高速碰撞实验。根据冲击波理论, 推导出超高速碰撞天然白云石板产生闪光温度衰减阶段的半理论半经验公式。分析结果表明, 弹丸撞击靶板的速度越高, 闪光辐射温度衰减的持续时间越长。闪光辐射温度衰减阶段的理论推导与实验数据一致性较好, 闪光辐射温度衰减阶段的理论推导可对类似碰撞问题闪光辐射温度衰减阶段进行预估。

为了研究云和降水的微物理特性，根据杨氏边界衍射理论，结合MATHEMATICA和MATLAB两种数学软件，采取理论推导和数值模拟的方法，针对球形和椭球形云雨滴建立了在夫琅和费近似条件下，光轴上的单色点光源照射情况以及单色平行光照射情况的边沿衍射场分布；对单色平行光照射下云雨滴的边沿衍射进行了数值摸拟；并针对边沿衍射在雨滴探测中会引起的问题进行了分析，提出了变动阈值解决办法。结果表明，孔径衍射图样是几何投影光波和边界衍射光波的叠加；边界衍射是粒子边沿的不均匀性散射的结果，同等条件下随粒子大小和形状的差异而不同。这对云雨粒子的探测具有指导意义。

为了更完善地研究强的短脉冲激光在次临界密度冷等离子体中传播时的自聚焦现象,采用了包括洛伦兹项和牵连项的更为完整的有质动力形式。通过理论推导可知,牵连项的加入对自聚焦有一定的影响,使得产生自聚焦的非线性效应更强。同时也考虑到在激光达到一定强度的时候,需要计入相对论效应。结果表明,相对论效应的计入虽然增强了体系的非线性度,但与长脉冲激光中的相对论自聚焦效应不一样的是,它减弱了非线性效应对自聚焦的影响。