激光诱导损伤阈值（LIDT）是光学元件发展中不可或缺的一项重要指标，提高其测量结果的准确性仍是当前人们致力于研究的方向。基于蒙特卡罗法提出了一种损伤测试点优化分配方法，以提高LIDT拟合结果的准确性。针对测试样品有限的辐照测试面积及辐照光斑大小，模拟了一种非线性简并缺陷损伤模型，对不同通量水平下测试点变化对拟合LIDT结果的影响进行了敏感性分析。根据设定的损伤模型参数建立模型生成相关损伤数据，通过控制变量法对每次指定通量水平处的测试点数进行变更，在其余通量处测试点数不变的情况下，采用蒙特卡罗法对所有损伤数据进行多次模拟计算，绘制拟合结果均方根误差和测试点的关系曲线图。计算其相应测试点数对损伤阈值拟合结果标准差的敏感性。从而以此敏感性为权重对各通量下的测试点进行更合理的分配。结果表明，该敏感性权重法的拟合结果的标准差为0.272 J/cm²，相比于标准平均分配方法的标准差0.395 J/cm²减小了约31%。

为实现激光损伤在线显微三维形貌的快速重构，提出一种基于小波变换的改进聚焦形貌恢复（SFF）算法。利用三维聚焦评价函数逐点反演深度信息，重构光学元件激光损伤三维形貌。采用激光损伤在线显微成像装置，利用所提算法对银反射镜表面激光损伤区域进行三维形貌重构。结果表明：所提改进算法的清晰度比率、灵敏度、平缓区波动量分别为2.608、0.131、0.356，对最大深度为169.8 μm的被测区域，测量相对误差为1.56%；相比传统方法，清晰度比率提升约1倍、灵敏度提升约3倍、深度测量相对误差降至1/10，平缓区波动量可以达传统方法的1.1倍。所提算法已用于在线显微损伤判别系统的研制，实现了激光损伤三维形貌在线快速重构测量。

钽酸镁(Mg4Ta2O9)晶体的衰减时间快于CdWO4晶体, 光产额及能量分辨率高于CdWO4晶体, 低余辉特性和CdWO4类似, 在0.01%/3 ms左右, 又由于Mg4Ta2O9晶体材料无毒性元素, 使其成为具有替代含有毒Cd元素的CdWO4晶体, 应用于集装箱安检领域的最佳候选材料之一。本文综述了Mg4Ta2O9晶体的结构特性、晶体生长、闪烁性能及掺杂改性等方面的研究进展, 发现通过掺杂Zn或Nb能显著提高其光产额。

提出了一种千瓦级半导体激光器叠阵中单巴条的激光功率和光谱参量的集成测试技术。利用自主研发的光阑将激光器叠阵中任意单巴条的光束与其他巴条的光束分离，并利用积分球对分离出的单巴条光束的功率和光谱参量进行集成测试，再与整个激光器叠阵的功率和光谱参量的集成测试结果进行比对。实验结果表明：利用自主研发的光阑实现了将1 kW激光器叠阵中任意单巴条光束与其他巴条光束的分离，光阑对单巴条光束的透过率为98%；结合积分球集成测试系统实现了激光器叠阵中所有巴条的单独测试，解决了激光器叠阵中单巴条测试需要拆封的传统问题。此外该系统实现了对整个激光器叠阵的快速扫描测试，可直观反映激光器叠阵中每个巴条的情况。

布鲁斯特角型偏振器在高功率激光系统有着重要的应用。为了真实反映布鲁斯特角型偏振器的性能, 分析并成功搭建了基于空气隙棱镜的消光比测量系统。采用光强同时测量的方法, 测量过程系统起偏器、样品、检偏器方位角固定, 引起误差的因素较少。通过限制入射光光束直径和探测器的位置, 提高检偏器反射出光方向的偏光性能, 提高测试精度; 在样品定位的过程中, 对光源进行实时监测, 降低测量随机误差。理论分析, 系统精度越高, 系统误差越大。当系统精度为 40 dB, 系统误差约 2%。对一样品进行 10次测量, 消光比平均值为 31.1 dB, 系统误差小于 1%, 随机误差小于 1%。

利用琼斯矩阵,找到了消光比和应力双折射相位差的关系,利用旋转样品法测量了晶体的消光比,给出了表达式,并对误差进行了理论分析。使用功率不稳定度小于0.2%的光源、消光比高于50 dB的起偏器搭建了测试系统。测试系统适用于相位差在(π/2,π)范围的待测样品,测试精度小于-55 dB。对1/2波片进行测量,结果表明,其消光比为-41.66 dB,综合误差小于1%。

达到或者超过100 kW的激光输出是激光**用于反导反卫等战略防御的终极发展目标。基于激光**发展目标与最新动向, 提出了多模式激光复合损伤新思路, 即采用不同波长、连续与脉冲、频率变化的激光, 同时或交替作用在同一靶材上, 获得更好的损伤效果。构建了脉冲/连续激光复合损伤物理模型, 并用有限元法进行了仿真模拟, 使用2 kW连续激光器与10 J长脉冲激光器开展了损伤对比实验。模拟和实验结果表明, 脉冲激光烧蚀金属靶材效果优于连续激光; 在两种激光复合或交替作用下出现“非线性雪崩烧蚀”效应, 复合烧蚀效果明显优于脉冲激光, 烧蚀质量是脉冲激光的13倍。这一效应, 为战术激光**向“合束多模式同轴输出”新体制发展提供了基础。

多光束相干合成是获得高功率、高亮度激光输出的有效途径。首次采用倏逝波理论结合互注入特性揭示了角锥腔固体激光器远场输出为相干合成分布的机理, 角锥腔对称部分的激光由于互注入实现锁相, 相邻部分由于倏逝波耦合实现锁相, 重点研究了固体激光器倏逝波耦合相干的特性。研究表明: 锁相效果跟激光阵列排布方式有关, 在相同的激光阵列排布方式时, 腔长越长, 占空比越大, 则模式间耦合越强, 锁相效果越好, 越趋向于同相模输出。理论和实验证明了角锥是一个天然的相干合成元件, 角锥多光束相干合成技术具有重要的科学价值。

二极管抽运固体激光器(DPSSL)热管理技术是决定其小型化、插头效率和光束质量等性能的关键因素之一。研究了基于低熔点液态金属镓合金相变材料的二极管抽运激光器(DPL)温控技术。对比实验研究结果表明，与体积更大的风冷肋片散热器相比，相变材料散热器能使激光器在高温55 ℃环境中正常工作时间从1 min延长到6 min、制冷功耗减小到46%、散热分系统体积减小到53%，并使激光器系统的插头效率由3.02%提高到3.77%。理论计算和有限元仿真模拟再现了液态金属相变过程中温度变化规律，再次表明液态金属相变材料散热器具有功耗低和体积小等优势。为拓展液态金属相变材料在激光器热管理领域的应用奠定了理论和实验基础，具有重要的工程应用价值。

报道了一个被动锁模线性腔皮秒光纤激光器，实验中利用半导体可饱和吸收镜(SESAM)和光纤光栅构成了激光器的线性腔结构，利用SESAM实现了激光器的被动锁模，激光器内光纤结构采用保偏光纤实现了激光器的线性偏振态输出，研制光纤式SESAM实现了光纤激光器的全光纤密闭结构。得到的锁模脉冲的重复频率为40 MHz，脉冲宽度为25 ps，3 dB光谱宽度为0.12 nm，激光器锁模阈值输出功率为8 mW，可以实现稳定锁模的最大平均功率为19 mW。通过射频谱仪对锁模脉冲的检测可以证明锁模脉冲序列中没有掺杂调Q锁模。