宽谱中红外激光光源在红外显微光谱学、环境监测、医疗诊断以及超短脉冲产生等领域有着广阔的应用前景和急迫的需求。聚焦同步泵浦光学参量振荡器（SPOPO）的输出光谱带宽，提出了一种能够有效消除泵浦脉冲宽度对于SPOPO宽谱输出性能的限制的运转模式，即啁啾脉冲光学参量振荡器（CPOPO）。提出并介绍了基于自相位调制（SPM）效应和采用啁啾准相位匹配（CQPM）晶体这两种CPOPO的具体技术方案。基于周期极化铌酸锂（PPLN）晶体成功实现了以宽谱啁啾脉冲运转的CPOPO，最终分别获得了覆盖2.9~4.1 μm （约30 THz）、功率为92 mW和2.9~5.0 μm （约44 THz）、功率为64 mW的宽谱中红外激光输出。

激光精密测量的测量精度主要受限于光场噪声和各种技术噪声，在去耦合技术噪声后，光场量子噪声成为限制其测量精度的主要因素。文中针对全固态单频激光器强度噪声特性，阐述强度噪声的主要来源及其对功率噪声谱的影响，回顾了传统直流反馈控制、光学交流耦合反馈控制和量子压缩器三种强度噪声抑制技术。通过回顾相关技术的发展历程，总结了强度噪声抑制技术的当前发展水平和未来发展趋势——三种技术相结合的抑噪方案是解决高灵敏度探测的重要途径。

飞秒激光器的时间抖动（或定时抖动）是指其输出脉冲的时域位置相对于理想周期信号的短期随机偏差。在毫秒量级的时间尺度上，飞秒激光器的脉冲序列具有严格的一致性，其定时抖动甚至低至阿秒量级。飞秒激光器的这种独特性质及其支持的前沿应用构成了“阿秒时间精度的超快光子学”这一全新的超快研究分支。文中回顾了近年来飞秒激光器定时抖动研究进展、高时间分辨率的定时抖动测量技术、以及不同类型的飞秒激光源能够达到的最低抖动水平。最后介绍了低抖动飞秒激光器在大科学装置同步、高速模数转换、绝对测距、相干脉冲合成等领域的应用。

激光驱动惯性约束聚变的打靶过程中，光场不同空间频率的不均匀性会引起内爆的流体力学不稳定性、印痕效应和激光等离子体不稳定性。这些不稳定过程将最终影响内爆压缩倍率，从而影响到点火。为了控制焦斑不均匀性进而抑制不稳定过程，人们提出了束匀滑技术：通过光场调控控制焦斑分布特性，进而控制束靶耦合过程。束匀滑可分为空间域匀滑和时间域匀滑。空间域匀滑通过控制波前形态获得平整的焦斑包络，降低低频不均匀性。时间域匀滑通过控制光束的相干性减弱激光焦斑中的散斑，进而减弱中高频不均匀性。随着抑制更高激光功率密度条件下激光等离子体相互作用的需求愈发紧迫，涌现出一些新型的束匀滑方法。文中介绍了束匀滑技术在大型激光装置上的使用情况，并对目前提出的各种束匀滑技术进行了总结和分析。

混沌激光具有宽频谱、类噪声、低相干等特性，在保密光通信、高速随机数、混沌激光雷达、混沌光时域反射仪和分布式光纤传感等领域具有重要的应用价值。光子集成混沌激光器是混沌激光应用的核心器件，具有体积小、性能稳定、成本低等优点。综述了近十年来光子集成混沌半导体激光器的进展及其主要应用。首先介绍了混沌半导体激光器的集成方式；接着介绍了光子集成混沌半导体激光器的分类，根据其扰动方式讨论了直腔单反馈、多腔反馈、环形腔反馈、二维外腔反馈、互注入等结构，并对比分析了各自的优势与输出特性；然后介绍了光子集成混沌半导体激光器在光时域反射仪、保密光通信和高速随机数产生等方面的应用；最后，讨论了光子集成混沌激光器的关键集成技术、时延特征抑制及间歇混沌的特性。

GHz飞秒激光器相比于传统的百MHz飞秒激光器，其频域中相邻纵模的间隔更大、可分辨率更高，相同光谱范围内纵模密度更小，每个纵模分得的平均功率相对更高，在梳齿可分辨光谱学、直接频率梳光谱学、光学任意波形产生以及天文摄谱仪校准等诸多领域有着更重要的应用价值。文中从GHz飞秒脉冲的产生方案出发，着重对激光二极管泵浦的GHz重复频率全固态飞秒激光的产生方案以及相应的技术挑战进行了详细介绍，然后重点综述了国际上基于SESAM被动锁模以及克尔透镜锁模全固态GHz飞秒激光器的研究进展，并结合笔者所在课题组取得的初步研究结果对全固态GHz重复频率飞秒激光器的应用价值以及笔者所在课题组的研究目标进行了展望。

随机激光器由于其独特的结构和低相干性，在无散斑成像、传感、光治疗等领域中得到广泛应用。随机激光器的反馈机制是无序介质引入的光散射，高阈值和无方向性是其主要缺点。为解决这些问题，研究者们利用光纤的一维束缚获得低阈值并有一定方向性的光纤随机激光。近十年来，随机激光的发展经历了从非相干反馈到相干反馈、从完全无序到输出参数可控的过程。大量研究尝试用量子理论、混沌激光理论和数值分析等方法来解释随机激光的物理本质。回顾了随机激光和光纤随机激光的起源和发展历史，介绍了随机激光的分类和相关原理，总结了调控随机激光输出参数的方法并展示了随机激光的新近典型应用，分析了光纤随机激光的反馈类型和增益机制，并在最后展望了随机激光未来的发展趋势。

垂直腔面发射激光器(VCSEL)具有低成本、低阈值、高速率和低功耗等优点，在短距离光互连中有着重要的应用。随着大数据、超级计算机技术的发展，短距离光互连性能需求越来越高，从而对高速调制的850 nm VCSEL技术提出了更高要求。从带宽限制机理、调制新方法两方面详细回顾了高速850 nm VCSEL技术最新进展，对技术发展趋势进行了总结与展望。

金刚石拥有已知材料中最高的热导率、低的热膨胀系数、高度的化学惰性及优异的光学性能，使其能够在机械、光学和材料学等领域满足诸多极端条件的应用需求。近年来随着化学气相沉积制备工艺的提高，使得人造金刚石的光学品质得到快速提升，光学级的金刚石晶体因此也以其优异的拉曼和布里渊特性表现出优异的功率提升、相干性增强以及频率转换能力，并推动金刚石激光器在极大程度上克服了基于传统工作物质的粒子数反转激光器存在的热效应、以及波长和输出功率难以兼顾的难题。文中总结了高功率金刚石激光技术的研究进展，并对金刚石激光器的发展趋势和应用前景进行了展望。

设计了一种采用不同波长的蓝光二极管合光作为抽运源并采用双端抽运的方式抽运Pr:YLF晶体320 nm紫外激光器。该激光器结构采用V型折叠腔结构，使用波长分别为444 nm和469 nm、抽运功率分别为3 W和1.4 W的蓝光激光二极管作为抽运源，对12 mm长、0.3%掺杂浓度的Pr:YLF晶体进行抽运，并且使用三硼酸锂晶体作为倍频晶体来实现倍频，匹配方式为I类相位匹配。通过对谐振腔参数进行优化，当5700 mW的抽运功率注入晶体时，输出了1005 mW最大输出功率的320 nm紫外连续激光，光光转换效率约为17.6%。