针对基于半导体可饱和吸收体(Semiconductor Saturable Absorber Mirror, SESAM)被动锁模光纤激光器脉冲底座宽和脉冲能量小的问题展开研究, 设计了一种线型腔结构的双SESAM锁模超短脉冲光纤激光器。首先, 通过增加SESAM个数的方式使得光脉冲在谐振腔中的一个振荡周期内多次经过可饱和吸收体, 有效增加了可饱和吸收体对光脉冲前后沿的吸收, 抑制了因泵浦功率过大而产生的调Q锁模效应, 有助于压缩脉冲宽度、提高单脉冲能量, 摆脱了因SESAM调制深度较低而对压缩脉冲宽度和提高单脉冲能量造成的限制。其次, 通过在系统中引入一段正色散光纤, 降低了因峰值功率过高而引起的非线性效应, 进一步提高了脉冲能量。最后, 在相同调制深度及饱和通量条件下, 与单SESAM锁模相比, 双SESAM锁模光纤激光器输出脉冲宽度由693 fs降低到449 fs, 缩短了35.2%, 脉冲能量由2.92 nJ提高到5.31 nJ, 上升45%。

针对超短脉冲光纤激光器光谱线宽较大的问题进行研究, 利用RP Fiber软件对激光器腔内脉冲演化过程进行模拟计算, 分析了几种可饱和吸收体对激光器输出脉冲宽度和线宽的影响, 并对激光器的腔长和光纤布拉格光栅(FBG)参数进行了优化。最终, 根据优化结果, 搭建了一种基于WS2可饱和吸收体的环形腔被动锁模皮秒脉冲掺铒光纤激光器, 并利用窄带FBG对输出脉冲的光谱线宽进行压缩, 获得了中心波长为1549.4 nm、脉冲宽度为171 ps的窄线宽超短脉冲输出, 其3 dB光谱线宽为0.02 nm。

针对基于半导体可饱和吸收镜(SESAM)锁模光纤激光器脉冲底座宽和脉冲能量小的问题展开研究，报道了一种基于线型腔结构的透/反复合双饱和吸收体(SA)被动锁模超短脉冲光纤激光器。通过增加透射式SA的方式，增加光脉冲在腔内的一次振荡周期过程中通过透射式SA的次数，提高了吸收体对光脉冲前后沿的吸收，摆脱了因SESAM调制深度较低对脉冲宽度和单脉冲能量的影响，降低了因抽运功率过大产生的色散和非线性效应对光脉冲的影响，进一步提高了单脉冲能量。最终与相同调制深度的反射式单SESAM结构相比，复合双SA锁模结构的脉冲宽度从776 fs缩短至732 fs，单脉冲能量从2.08 nJ提高到2.49 nJ。

介绍了一种减少半导体激光器阵列光栅外腔光谱合束(SBC)整体光谱展宽的方法, 通过加入一组变形棱镜对传统光谱合束结构进行了改善。变形棱镜的作用实现减小半导体激光线阵输出光斑宽度, 减小入射到光栅上的入射角度进而减小整体的光谱线宽。采用发光单元宽度为100 μm、周期为500 μm、由19个发光单元组成的常规CM-Bar条进行光栅-外腔光谱合束技术的理论推导及软件模拟, 得到了光谱线宽为3.2 nm。与通过增大柱透镜焦距来减小光谱线宽的方法相比, 此方法的优势是保证了整体光谱合束的整体结构在500 mm以内, 使得各个发光单元有足够反馈量, 抑制光束间串扰, 保证合束后的光束质量和效率。

介绍了太阳能电池的工作原理，并给出了太阳能电池的物理模型。设计了室内测试非晶硅薄膜电池输出特性的实验，并对实验结果进行分析。搭建了小型独立光伏发电系统，给出系统的工程设计结构。实验结果表明，太阳能电池的转换效率与室内实验所测得的结果相吻合，证明该系统具有可靠性和高效性。