首先给出了红外辐射特性测量的基本原理, 对于点目标, 由于光学系统的衍射作用, 经过光学系统成像为一个弥散斑, 由于弥散的原因, 点目标的辐射特性测量精度一般都非常低, 针对这种情况, 提出了一种基于辐射能量守恒的点目标辐射特性测量优化算法, 给出了算法的具体原理和实现过程；最后, 为了验证算法的有效性, 在实验室里利用平行光管和点目标模拟装置进行了点目标辐射特性测量实验, 并对试验结果进行了系统分析, 结果表明, 经过优化算法后, 点目标的辐射测量精度优于10%, 表明点目标辐射特性测量优化算法在实际应用中有很广泛的前景.

提出了一种利用改进型的卡塞格林光学系统(反射式正圆锥镜和球面反射镜相结合的光学系统)来产生一种光强分布特殊的空心激光束(双半高斯空心激光束)的新方案。详细分析了正圆锥镜的锥角、高斯光束的张角、球面反射镜的曲率半径等因素对该光学系统的球差以及宽度半径比的影响。通过对上述参数的调整，可以很容易获得宽度半径比的可控范围为0.1～1的双半高斯空心激光束。测试结果验证了由该系统所产生的空心光束确属于双半高斯空心光束范畴。

研制了一种传导冷却结构的激光二极管(LD)侧面抽运NdYAG调Q全固态脉冲激光器。将侧面抽运的NdYAG棒状激光晶体，与卡网冷却套圆滑配合，冷却套镶嵌在铜圆环热沉上，铜圆环热沉被一大的外表面加工成叠槽式的三角形铝热沉环套，3只长条形列阵半导体激光管根据其特定的设计结构固定在热沉上，实现无水冷保证激光器恒温工作。在-20 ℃~40 ℃范围内进行实验，获得了波长1.06 μm、脉冲宽度9 ns、最大能量98 mJ 的低阶膜激光输出，-20 ℃比40 ℃时能获得更高的输出能量和稳定度。该设计能缩小激光器体积，获得稳定的激光输出，代替水冷在低温下应用。

论述了用于宽调谐太赫兹(THz)探测的菲涅耳准相位匹配技术方法的原理，讨论了共振及非共振菲涅耳相位匹配的条件，重点研究了Goos Hanchen延迟对菲涅耳准相位匹配的影响，还讨论了和频过程中有效非线性系数、光波在晶体内全反射角θ的允许宽度及GaAs晶体对互作用三波的吸收，提出了利用角度调谐在菲涅耳相位匹配GaAs晶体中实现宽调谐THz探测的实验设计方案。

谐振腔内的光束纵向分布容易随着晶体的热透镜焦距的变化而改变，所以目前采用LD侧面抽运的固体激光器通常只能在特定抽运功率下才能实现基模输出。研究了用腔内带热透镜的谐振腔模型，结合基横模运转的产生条件，通过计算基模在晶体处光斑与热透镜焦距的关系，设计了能够实现动态基横模运转的谐振腔型。在重复频率为10 kHz的调Q运转下，得到平均功率从阈值到17.7 W的动态基横模输出，且M2x=1.29,M2y=1.20，脉冲宽度为200 ns，峰值功率为7.65 kW。

光纤耦合输出的高功率激光二极管(LD)模块作为光纤激光器的抽运源已经得到了广泛应用。为了进一步提高光纤耦合激光二极管输出功率,提出了利用激光二极管输出光束的线偏振特性,采用偏振复用技术,将两只高功率激光二极管输出光束经准直、复合、聚焦的光纤耦合方法。利用光线追迹法,分析了圆柱透镜对激光二极管发散光束的准直特性,并讨论了柱透镜的安装距离对准直性能的影响。根据激光二极管和光纤的相关参数设计了聚焦透镜组。采用这种方法将两只输出波长为980 nm的高功率激光二极管输出光束耦合进数值孔径0.22,芯径100 μm的多模光纤中,当工作电流为4.5 A时,光纤激光连续输出功率为6.36 W,耦合效率大于78%。

报道了一种采用大光学腔结构的InGaAs/GaAs/AlGaAs应变量子阱高功率半导体激光器。在量子阱能级本征值方程的数值求解基础上,优化了InGaAs阱层材料的In组份含量;采用大光学腔结构以有效降低垂直于结平面方向的光束发散角及腔面的光功率密度,实现器件的高功率、低发散角光。设计的激光器外延结构采用分子束外延（MBE）方法生长,成功获得具有较低激射阈值的940 nm波长激光器外延片。对100 μm条形,1000 μm腔长的制备器件测试表明,器件的最大连续输出功率达到2 W,峰值波长为939.4 nm,远场水平发散角为10°,垂直发散角为30°。器件的阈值电流为300 mA。

分析了影响列阵半导体激光器极限输出功率的因素.利用MOCVD研制了无铝双量子阱列阵半导体激光器.无铝列阵激光器的峰值波长为940.2 nm,半峰宽为2 nm,连续输出功率为10 W,斜率效率为1.09 W/A.