针对激光淬火在大型风电轴承生产中的实际需求，研制了一种功率高达15 kW的光纤耦合半导体激光淬火光源。该光源先采用915 nm和976 nm两个波段各8个宏通道冷却技术封装的半导体激光微巴条阵列作为发光单元，进行空间、偏振及波长合束，在光纤芯径为200 μm、数值孔径为0.22的光纤中实现了超过800 W的连续输出，电光转换效率整体达到45%以上。再通过19×1光纤合束器对19个800 W模块进行合束，由输出端口光纤直径为1 mm的光纤耦合输出。光束经过由微透镜阵列与聚焦镜复合的加工头，光斑匀化，最终输出了功率大于15 kW、光斑尺寸为165 mm × 25 mm的激光束，满足了大型风电主轴轴承滚道面淬火需求。

光谱合束是提升高功率半导体激光器光束质量和亮度的关键技术之一。增加激光单元数量是提升光谱合束功率的主要途径，但同时造成合束光学元件尺寸变大，激光谐振腔变长不利于光谱合束光源的实际应用。提出了分离反射式中继成像光谱合束结构，将大尺寸中继成像镜分解成小尺寸的柱面反射镜阵列，每个激光线阵独立成像。最终12个激光线阵共计228个激光单元的光谱合束的输出激光功率为442.9 W，电光转换效率为41.8%，光谱范围为777.12～811.28 nm，光参量积为4.00 mm×mrad，与单元激光接近。所提结构为多激光单元光谱合束提供了一种可行方案，有利于激光器的工程应用。

半导体激光器低频电噪声的大小受器件潜在缺陷的影响，与器件可靠性具有相关性。介绍了半导体激光器噪声测试及参数提取的原理，设计了基于超低噪声前置放大器和低频频谱分析仪的低频电噪声测试系统，可测量半导体激光器的低频电噪声并提取相关噪声参数，进而通过低频电噪声的研究对半导体激光器进行可靠性评价，具有灵敏度高、非破坏性等优点。

An edge emitting laser with two symmetrical near-circular spots located far field (FF) is demonstrated using tapered double-sided Bragg reflection waveguides (BRWs). The BRWs consist of six pairs of top p-type and bottom n-type Al0.1 Ga0.9 As/Al0.3 Ga0.7As Bragg reflectors with a period thickness of 850 nm. The device has a 4o tapered angle configuration and exhibits two stable circular beams with a separation angle of 52o. Typical FF angles of 5.87o and 7.8o in the lateral and vertical directions, respectively, are achieved. The lateral FF angle in the ridged section is independent of the injection current (>0.8 A) because of narrow ridge (~10 \mu m) confinement. By contrast, the FF angle in the tapered section shows an increase rate of 1.2–1.66o/A. The periodic modulation of the lasing wavelength is observed to be sensitive to self-heating effects.

激光合束是实现高功率半导体激光输出的主要途径，常规激光合束提高功率时合束激光的光束质量变差。外腔反馈光谱合束技术利用半导体激光振荡与外部光学系统相结合的方式合束，在提高激光功率的同时，合束激光的光束质量即为激光单元的光束质量。研制出一种基于透射光栅的3个970 nm半导体激光线阵的外腔反馈光谱合束光源，实现连续激光功率为140.6 W、光束质量为4.367 mm·mrad的激光输出，谱宽为36.60 nm，56个波长峰值与激光单元一一对应，为获得高光束质量的高功率半导体激光光源提供了可行的方案。

利用包含透射光栅的外腔反馈结构，使半导体激光器阵列中各发光单元工作波长不相同，实现了各发光单元激射波长的啁啾。通过外腔镜使各个发光单元出射光束重叠及方向一致，实现半导体激光器阵列的光谱合束，从而提高半导体激光器的光束质量。采用前腔面镀有增透膜的激光器阵列实现功率为52.2 W的连续波激光输出,电-光转换效率达到47.9%，光谱线宽为15.17 nm。整个阵列输出光束的光参量积达到3.7 mm·mrad，与阵列中单个发光单元的光束质量基本一致。

提出将980 nm和1064 nm半导体激光组合应用于皮肤组织伤口焊接，通过肉眼观察、病理学检测以及张力测试等方法对比了双波长激光焊接与传统缝线术的缝合效果。同时，利用热电偶温度测试系统在体测量了激光焊接皮肤切口过程中的组织内部温度，研究激光焊接效果与组织温度之间的关系。结果表明，980 nm和1064 nm激光同时以0.5 W连续输出，功率密度为15.92 W/cm2，每点照射时间为5 s模式组合焊接时，伤口缝合效果与传统缝线术相比具有伤口闭合迅速、愈合快、伤口表面平整、异物反应小、伤口闭合紧等优点。由此可见，双波长激光组织焊接是一种有效的伤口闭合方法，有待进一步研究以便应用于临床。

介绍了一种基于高功率激光二极管的激光点火系统的设计,该系统对传统激光点火系统中的光路自检功能进行了改进,在保证检测安全性的前提下提高了检测的有效性,可供**、航空航天系统等高可靠应用系统借鉴。

高功率阵列半导体激光器已得到广泛应用,对其质量和可靠性进行无损检测很有必要。在导数测试技术中,参数h是电导数曲线阈值处的下沉高度,参数Q是二阶光导数曲线阈值处的峰的高宽比。对导数测试参数h,Q与阵列激光器的单元器件的质量和均匀性进行了研究。基于其等效电路在一定条件下,计算了阵列激光器的均匀性对h的影响。并对实际阵列器件进行了导数测试。理论和实验结果对比表明,h,Q等参数是组成阵列的各管芯的均匀性的灵敏参数。

为实现对高功率半导体激光器快速、有效、无损的质量检测和可靠性筛选,对器件进行了电导数和光导数测试及分析。结果表明高功率半导体激光器的结电压饱和特性与其质量和可靠性紧密相关。结电压饱和特性不好的器件一般都存在某种缺陷,结电压饱和特性的差异超出一定范围的同种类器件一定是质量和可靠性差的器件。因此,阈值处电导数曲线的下沉高度h值可作为器件筛选的一个判据。用模拟测量的方法,对阵列器件和组成它的单元器件的电压饱和特性的相关性进行了研究,阵列器件的电压饱和特性与组成它的单元器件的一致性(均匀性)紧密相关。均匀性不好的器件的电压饱和特性也不好。