采用非均匀采样与功率谱反演法产生与湍流尺度相关的各向异性非Kolmogorov湍流随机相位屏，进而利用空间光调制器模拟研究圆艾里高斯涡旋光束在大气湍流中的漂移特性和轨道角动量态变化。数值模拟和光学实验结果均表明，圆艾里高斯涡旋光束的漂移值随光束衰减系数、光束主半径、大气湍流外尺度和传输距离的增大而增大，随湍流各向异性系数和光束拓扑荷值的增大而减小，并且在湍流幂律值为3.3附近有极大值。此外，通过对比圆艾里高斯涡旋光束经过大气湍流前后的干涉条纹图样，发现整数阶时拓扑荷值越小，光束经过湍流之后拓扑荷值稳定性就越好。

提出通过调制光场的所有空间分布参数产生任意矢量光束的方法，即用两个反射型纯相位液晶空间光调制器可以对光的相位、振幅和偏振(包括偏振旋转和椭偏度)等参量进行全光调制或全光控制。在理论上给出了全光控制的琼斯矩阵方程，再计算要加载在空间调制器上的灰度图，从而产生目标矢量光场。实验上，通过调制两个或三个光场的空间分布参数产生了不同的矢量光场图样，从而验证了全光控制产生矢量光场方法的可行性。

针对面阵探测器的靶面尺寸较小、分辨率较低，并且某些波段的面阵探测器难以制作等问题，提出基于单像素桶探测器的数字全息成像方法。该方法采用光寻址空间光调制器(OASLM)作为数字全息与计算幻影成像的中间转换器件，待成像物体的全息图作为写入光直接写入OASLM；用可以动态刷新、携带有参考矩阵编码信息的结构光作为电寻址空间光调制器的读出光读出全息图，并由单像素桶探测器探测其光强；该光强信号与参考矩阵进行关联运算，经由计算幻影成像算法得到重建全息图；再根据数字全息成像再现算法得到待成像物体的再现像。通过原理分析和模拟实验验证了该方法的可行性。

A lensless Vanderlugt optical correlator using two phase-only spatial light modulators (SLMs) is proposed. The SLMs are used for displaying input and filter patterns respectively. The SLMs are also used as programmable lenses in order to realize the lensless construction. This lensless system is simple and its alignment adjustment is easy. The performance of the SLMs as programmable lenses is also described.

实验验证了一种利用幂指数相位涡旋光束（PEPV）操控微粒的方法。该方法基于幂指数相位涡旋光束理论，产生不同拓扑荷数与方位角幂指数大于1的涡旋光场的相位全息图，并将该全息片经计算机输入到空间光调制器(SLM)上用于调制入射激光光束。利用透镜对被调制光束进行傅里叶变换，利用光阑在频域对衍射光斑进行筛选和过滤，并利用倒置高倍光学显微镜将光束成像于载物台样品上。利用该幂指数相位涡旋光束对微米级粒子实现了定向光学输运。研究结果表明，该光束在粒子的定向输送与收集方面有独特的功能，将进一步拓展光学涡旋光束的实际应用范围。

大视角的真彩色显示是全息显示的重要目标。提出一种使用白光发光二极管(LED)作为再现光源，通过旋转反射镜实现大视角彩色全息显示的方法。通过空分的方法，使每个颜色分量的全息图加载到空间光调制器(SLM)的三分之一区域。白光LED 经过滤光片照射到空间光调制器上，通过调整红绿蓝(RGB)三色分量原图的大小实现再现像的完全重合。当加载不同视角的全息图时，再现像经过旋转反射镜呈在不同的位置。保证全息图的切换速度与反射镜的转动速度一致，当切换速度足够快时，通过人眼的暂留效应可看到大视角的全息再现像。实验结果验证了所提出方法的可行性。

采用多层相位屏法和分步傅里叶算法相结合的方式来模拟环形艾里光束在湍流大气中传输时光斑质心漂移。通过理论和实验仿真了环形艾里光束在湍流中的传输。通过比较，证实了环形艾里光束在湍流中传输时扰动漂移量小于艾里光束和高斯光束。因此，利用环形艾里光束作为信息载体在远距离传输时具有很大的应用潜力。

激光投影显示通常需要解决光束整形匀化和散斑抑制的问题。基于此，提出利用硅基液晶（LCoS）空间光调制器（SLM）同时解决上述问题的方法。利用衍射光学元件（DOE）精细化设计思想设计所需整形DOE的相位分布，可以同时较好地控制采样点与采样点以外的光场强度分布，将圆形高斯分布照明激光束整形成平顶矩形光场；在不同的初始相位条件下，设计得到的多幅DOE生成具有相同强度分布、不同相位分布的衍射图样。当SLM依次调制出这些衍射图样，通过时间积分将这些衍射图样相叠加，不仅可以进一步提高光斑均匀性，同时还可以抑制散斑。仿真结果表明，通过叠加16幅衍射图样，该方法可使照明光斑均匀性从74%提高到92.57%，屏幕上图样散斑对比度由0.991减小为0.2508。该方法稳定性高，能耗低，且所用器件尺寸小，为微投影显示结构设计提供了有益参考。

提出通过单个空间光调制器制备厄米高斯(HG)光束的方法,理论上分析了输入光束空间横向分布与模式转换效率的关系,实验上采用最佳的椭圆形光斑入射,获得了高质量的HG6,0、HG8,0、HG10,0模光场,纯度分别为96.2%,94.9%,93.4%,并且HG10,0模的转换效率达到了14.45%,输出功率为217 mW,其转换效率较传统的基模高斯光束入射时提高了5.6倍。此高质量及高效的高阶厄米高斯光束制备方法,有望应用于高阶空间压缩态光场制备和空间小位移精密测量等方面。