根据单管半导体激光器出射光束特点，分别采用1/e2、环围能量以及二阶矩定义描述光束束宽，在高斯光束近似下采用双曲线拟合法测算得到不同方法定义束宽时的光参数积(BPP)，并与芯径为105 μm、数值孔径为0.2 的光纤所能接受的最大BPP 进行比较。对该单管半导体激光器进行光纤耦合，实验中单管半导体激光边模数量随注入电流的增大逐渐增多，光束质量的恶化导致其光纤耦合效率逐渐降低，当注入电流由1 A 增大到13 A 时，光纤耦合效率由96.5%降为88.8%。研究表明以二阶矩定义束宽半径测算光参数积BPP 去描述与评价单管半导体激光器光束质量特征是最为准确合理的。

对二极管侧面泵浦的薄片激光器进行了热效应理论模拟和实验研究。针对大尺寸的复合薄片增益介质的热负荷与表面形变进行了有限元理论分析和数值模拟以及实验研究。在不同的泵浦条件下分别进行了波前相位测量, 分析了高功率泵浦情况下, 大尺寸薄片状激光晶体的形变状况。实验测量结果表明, 大尺寸薄片晶体的表面热形变较小, 热耗散功率密度降低, 与有限元理论模拟分析的结果基本一致, 增大激光增益介质的表面尺寸有利于减小热效应。

针对激光冲击强化系统多通放大中波前畸变, 利用受激布里渊散射(SBS)相位共轭镜进行补偿, 对大能量、窄脉宽激光脉冲条件下的 SBS过程进行了一维瞬态模型数值模拟, 比较了不同能量配比、注入强度和放大池长的情况下, 双池 SBS相位共轭镜中放大池的输出特性。结果表明, 增加放大池长可以提高能量的抽取效率, 也使脉冲前沿变陡及波形保真度降低。在注入单脉冲能量 2.5J, 脉宽 15 ns, 横截面积约 1 cm2的高斯脉冲时, 选择 33 cm左右的放大池长和毫焦量级的 Stokes种子光可以实现高的能量反射率和较好的输出波形。为应用于激光冲击强化系统中的双池 SBS相位共轭镜结构、参数设计和实验分析提供理论参考。

针对高功率灯泵浦棒状Nd：YAG激光器用于百微米激光打孔过程中出现的孔周围大面积光晕的现象, 从理论上分析了加入45°法拉第旋转器可以均匀激光器中激光晶体径向、切向热焦距, 减小这两个方向的热焦距差。在实验上获得了更大功率的激光输出, 并且通过打孔实验, 与未加法拉第旋转器激光打孔孔貌相比较, 打孔质量得到改善。

以在大尺寸复合薄片上获得较好的泵浦均匀性和较高的吸收效率为目的，对泵浦分布进行了理论分析。计算表明，阵列距离27mm、晶体半径11mm和吸收系数0.13mm-1可获得较好的泵浦均匀性和较高的吸收效率。计算了由温度分布和应变分布造成的相位畸变，总泵浦功率为700W时的相位畸变为0.523μm，总泵浦功率为3024W时的相位畸变为2.258μm。明显小于其它文献中理论计算和实验测量的相位畸变。在较小泵浦功率下对相位畸变进行了初步的实验测量，实验测量结果与理论计算基本一致。该技术可向更大功率扩展。

利用有限元方法，考虑高脉冲能量高峰值功率激光系统对工作介质的要求，分析了一种大尺寸大宽厚比钕玻璃板条激光介质的热效应，给出了不同尺寸板条介质的温度、应力及形变分布。结果表明，采用大尺寸大宽厚比板条结构可以有效减小系统激光介质的热效应，并可通过牺牲少量通光口径来处理板条侧边效应问题，从而得到大的通光口径。根据数值模拟结果及系统对热效应和通光孔径的要求，给出了实际应用板条的参考尺寸。

The robust phase locking of a linear diode array consisting of 49 broad-area emitters was demonstrated. The single lobe in the far field with output power of 0.83 W was observed. The far-field divergence was reduced to 2.0 mrad. The spectral bandwidth was reduced from 1.7 to 0.13 nm.