金刚石具有高热导率、宽光谱透过范围、大拉曼增益系数和大拉曼频移等优点，已成为拓展波长范围、获得高功率高光束质量新波长的重要拉曼介质。利用第一性原理对金刚石晶格参数、能带结构、态密度、声子谱等进行了计算，系统分析了结构特征、频谱、能带间隙及电子分布特性。在此基础上，考虑了金刚石的电子运动态以及电场方向对金刚石能带间隙的影响，发现金刚石在<1 0 0>晶向最易受电场影响，在<1 1 1>晶向最稳定。给出了金刚石晶体的全部本征振动模式和相应频率，分析结果表明泵浦光沿着<1 1 0>晶向入射、并沿着<1 1 1>晶向偏振时拉曼增益最大。同时讨论了光谱区域内多声子吸收机理，为金刚石拉曼激光效率提升以及波长拓展提供了理论依据。

We present a high-energy, hundred-picosecond (ps) pulsed mid-ultraviolet solid-state laser at 266 nm by a direct second harmonic generation (SHG) in a barium borate (BaB₂O₄, BBO) nonlinear crystal. The green pump source is a 710 mJ, 330 ps pulsed laser at a wavelength of 532 nm with a repetition rate of 1 Hz. Under a green pump energy of 710 mJ, a maximum output energy of 253.3 mJ at 266 nm is achieved with 250 ps pulse duration resulting in a peak power of more than 1 GW, corresponding to an SHG conversion efficiency of 35.7% from 532 to 266 nm. The experimental data were well consistent with the theoretical prediction. To the best of our knowledge, this laser exhibits both the highest output energy and highest peak power ever achieved in a hundred-ps/ps regime at 266 nm for BBO-SHG.

激光防护材料在保护人眼和光学器件免受强激光破坏方面具有重要意义，其中基于非线性光学原理工作的固态光限幅材料有望成为未来激光防护的主体。本文介绍了光限幅材料的研究背景、工作机理、参数指标以及测试技术，综述了目前具有实用前景的多类光限幅材料的研究进展，对无机半导体材料、共轭有机高分子、无机金属团簇、碳纳米材料、二维材料等5类材料做了重点介绍，探讨这些光限幅材料的发展前景，并介绍了相关材料在固态基质中器件化的研究现状。

对多种全固态激光中的光谱合成技术进行了探讨和研究，包括光纤激光、Yb:YAG板条激光和半导体激光。对于光纤激光，探讨了基于单个多层介质膜（MLD）光栅、一对MLD光栅、多个体布拉格光栅三种衍射光学元件的光谱合成技术中色散造成的光束质量退化问题，指出子束光谱线型的二阶矩全宽决定了光束质量的退化量，但所允许的光谱宽度又依赖于具体的技术选择途径。进而比较了三种光谱合成方案的优缺点。对于固体激光，实验演示了基于Yb:YAG晶体的板条激光实现光谱合成的原理可行性。通过设计一个基于MLD光栅的振荡器内的光谱合成装置，实现了7束子激光最高241 W的光谱合成输出，合成后光束质量β因子约4.1，表明大功率Yb:YAG板条激光具有通过光谱合束技术实现功率进一步提升的潜力。对于半导体激光，提出并设计了大模场外腔半导体激光+快轴光谱合成的技术。实验演示了9个1 mm宽LD芯片沿快轴方向的光谱合成，用β因子评价合成后的光束质量，在慢轴方向β≈6.3，在快轴方向β≈1.6，表明快轴光谱合成造成的光束质量退化是完全可控的。