为了提高表面放电光泵浦源的寿命, 以Al2O3陶瓷作为放电基板, 研制了分段表面放电光泵浦源。基于放电电压和电流波形, 详细研究了泵浦源的放电周期, 放电通道电阻, 能量沉积效率和等离子体功率密度。发现泵浦源的放电周期、放电通道电阻和能量沉积效率均随放电间隙长度和混合气体气压的增大而变大, 随充电电压的增加而减小; 而等离子体功率密度主要取决于充电电压和放电间隙长度, 基本不随混合气体气压的改变而变化。在充电电压为268 kV, 气压为100 kPa, 放电间隙长8 cm的条件下, 泵浦源的能量沉积效率约为82％, 等离子体功率密度达到了936 MW/cm。实验研究表明: Al2O3陶瓷表面放电光泵浦源具有良好的放电特性, 较同等条件下聚四氟乙烯表面放电光泵浦源的等离子体功率密度更高, 可产生更强的真空紫外辐射, 辐射亮度温度大于23 kK。Al2O3陶瓷表面放电光泵浦源适用于光泵浦XeF2气体形成大功率XeF(C-A)蓝绿激光。

为了确保窄脉宽XeCl准分子激光系统获得高峰值功率紫外激光脉冲，实验研究了紧凑型四向电子束泵浦XeCl准分子激光器的输出特性。通过调节激光腔室气体介质的总气压和气体摩尔比、激光器的充电电压、二极管阳极钛箔厚度等参数，发现了激光能量随以上条件的变化规律，分析得到了激光器运行的最佳条件。在最佳条件下XeCl准分子激光器的脉冲能量大于100 J、脉宽约200 ns，电光效率约为5.81‰。另外，通过改变激光器内部Marx发生器的开关气压，研究了紧凑型电子束泵浦XeCl准分子激光器输出激光脉冲的延迟抖动特性，发现激光脉冲的延迟抖动可优于20 ns。研究结果表明: 紧凑型电子束泵浦XeCl准分子激光器可实现脉冲抖动小于20 ns、103 J的高能紫外激光输出，可满足窄脉宽XeCl准分子激光系统运行的需要。

基于自动紫外预电离的放电引发方式,研制出紧凑型闭环高重复频率非链式HF化学激光器。该激光器采用非对称电极结构,放电腔室的尺寸为12 mm×17 mm×460 mm。为了实现重复频率运行过程中放电区气体的快速置换,循环气体垂直于光轴流过放电区,气体流速约为9 m/s。当总气压为14 kPa时,在摩尔分数分别为92%和8%的SF₆和C₂H₆混合气体中,100 Hz重复频率脉冲HF激光器的输出功率为50 W。

开展了分子筛对非链式电激励重频HF激光器中基态HF分子吸附技术研究，设计了新型的分子筛吸附装置，进行了大量的吸附实验，结果表明:3A分子筛为有效的吸附剂，实现了HF激光器在50 Hz/20 s条件下运行时平均激光能量下降率小于5%，大大提高了激光能量的稳定性，延长了激光介质的使用寿命。开展了激光器工作于不同频率条件下使用3A型分子筛吸附装置时的激光能量情况研究，并通过实验方法获得了3A型分子筛的再生活化方法。

反应产物基态HF分子对激态HF分子的碰撞弛豫是导致非链式脉冲HF激光器激光能量快速下降的重要原因.为解决该问题，理论分析了3A型分子筛去除基态HF分子的可行性，并开展了实验研究.实验结果表明，在不采用任何激光介质净化技术情况下，激光器重复频率50 Hz出光20 s的激光能量下降率高达52%，无法满足高功率重频HF/DF激光器的应用需求.在激光器循环管道中增加3A型分子筛吸附单元之后，激光器连续10余次重复频率50 Hz出光20 s的激光能量下降率小于15%，其中首次出光能量下降率仅为7.2%，提高了激光能量稳定性且延长了激光介质使用寿命.3A型分子筛不仅对基态HF分子具有良好吸附效果，而且具有再生活化功能，有望取代非链式脉冲HF激光器激光介质净化技术中常用的化学吸附法.

基于Al2O3陶瓷、BN陶瓷和聚四氟乙烯三种基底建立了分段表面放电光泵浦源,对比研究了这三种表面放电光泵浦源的电学特性、辐射特性和烧蚀特性.利用放电波形计算了表面放电光泵浦源的等效电感、等效电阻和沉积效率,应用光谱法比较了它们的紫外辐射强度,并采用平均线烧蚀率评估了三种泵浦源的耐烧蚀性能.通过比较研究发现,在充电电压为13.5~26.8 kV、间隙长度为8 cm、放电室内混合气体气压为100 kPa条件下,三种泵浦源中 Al2O3陶瓷表面放电光泵浦源的沉积效率最高,大于82%;辐射光谱具有紫外增强效应,紫外辐射最强;平均线烧蚀率最小(小于0.15 μm/shot),耐烧蚀性能最好.研究结果表明采用Al2O3陶瓷表面放电光泵浦源作为大功率重频XeF蓝绿激光器的泵浦源,可提高XeF蓝绿激光器的寿命.

XeF(C-A)蓝绿激光的增益系数较低, 仅为0.003 cm-1, 要获得高能量窄线宽激光输出有一定难度。利用色散元件棱镜开展了高单脉冲能量窄线宽激光输出实验研究, 结果表明: 采用凹面输出镜的情况下, 激光线宽可以压缩到约2.5 nm, 激光输出能量最大为3.47 J; 采用平面输出镜, 激光线宽压缩到约0.7 nm, 激光输出能量最大为2.93 J, 激光光谱调谐范围最大可达到60 nm, 在460～520 nm之间。

以18束脉宽10 ns的激光光束的编解码为例,详细介绍了角多路激光束编解码方法的原理和特点。该方法利用等间距分立放置的反射镜支撑阵列和若干反射镜, 激光束采用小角度入射和反射方式, 通过激光束在反射镜之间的反射实现编解码,编解码系统整体结构简洁紧凑,使用阵列较少,占用空间小, 具有较强的扩展性, 能适应不同编解码宽度要求,同一组阵列既可用于编码也可用于解码。

以高纯度Al2O3陶瓷作为放电基底, 研制了重复频率表面放电光泵浦源模块, 详细地讨论了流气条件下泵浦源的放电抖动和辐射强度波动, 并采用高速相机拍摄了泵浦源的放电等离子体图像, 研究了等离子体的空间稳定性。研究发现：在流气状态下, 泵浦源的重复频率为1～5 Hz时, 泵浦源的放电抖动与放电等离子体的空间稳定性受充电电压和气体流量的影响较大, 随运行频率的变化较小；辐射强度波动主要与充电电压相关, 基本不受气体流量和重复频率变化的影响;在大流量条件下, 提高充电电压, 可以有效降低混合气体流动对泵浦源放电抖动的影响, 减小辐射强度波动, 改善放电等离子体的空间重复性;当充电电压达到26.8 kV时, 气流量在60～300 L/min范围内, 泵浦源的放电抖动可以小于45 ns, 辐射强度波动小于2%, 放电等离子体有很好空间稳定性。研究结果表明该表面放电光泵浦源模块在流气条件下具有良好的重复频率运行稳定性。

利用表面放电光泵浦技术，研制了重频XeF(C-A)激光器，运行频率达到10 Hz。研究了运行频率、气体流量对激光输出能量稳定性的影响，分析了影响输出稳定性的主要因素,实验结果表明，提高气流量可有效改善重频输出能量的稳定性。同时，还给出了优化实验条件下不同运行频率连续20个脉冲较为理想的输出结果。运行频率分别为1，2，5 Hz时，输出能量稳定性较好，输出能量大于4.0 J；气流量大于53 L/s时，10 Hz重频运行的输出稳定性已显著提高，平均输出能量也达到1.8 J