对以D2为燃料、NF3为氧化剂的纯化学燃烧驱动的HBr化学激光进行了研究。抽运反应为H+Br2 → HBr(v≤6,J)+Br，氢原子由F+H2→HF+H反应提供，氟原子则由D2/NF3混合气体燃烧热解生成，激光提取所需的低温低压和快速流动条件由超音速流动系统完成。对由全反反射镜和部分反射(98%)输出镜组成的稳定腔进行了能量提取，获得了P2(4)、P2(5)、P3(5)和P3(6)的稳定激光输出，最大激光输出功率为14.3 W。

利用介质阻挡射频放电产生了单重态氧，实验中在放电气体中加入了一定量的NO气体以提高单重态氧的相对产率。通过研究放电出口处单重态氧发光强度与NO流量的变化关系，考查了NO分子对放电产生单重态氧的影响。实验结果表明，NO分子对单重态氧相对产率的提高作用呈现出先迅速增强，继而缓慢达到饱和并略有下降。在所设计的实验条件下，最佳NO流量应为O2流量的3%左右。给出了NO分子对放电产生单重态氧浓度的拟合公式，拟合结果与实验值吻合很好。从化学反应机理上对该公式给出了解释，提出了NO分子猝灭氧原子过程的一种新的可能机理，估算出该过程的速率常数为1.8×10-30 cm6/s。

为了考察电激励氧碘激光器中放电腔内的宏观气体温度, 由两片蚌形铜电极和一根长30 cm内径1.65 cm的耐热玻璃管构成放电腔装置, 用一台最高功率500 W, 频率13.56 MHz的射频装置对压力1 330 Pa的纯氧气体进行了介质阻挡放电研究。 利用O2(b, ν=0)的P支发射光谱, 分别采用波尔兹曼直线作图法和计算机模拟发射光谱法, 测量了氧气射频放电等离子体的宏观气体温度。 对于低分辨率光谱, 利用高斯拟合进行了分峰处理, 利用峰面积表征发光强度, 通过波尔兹曼作图法得到了宏观气体温度。 利用氦氖激光器测得的光谱仪狭缝函数获得了计算1机模拟发射光谱, 以最小二乘法作为判据, 通过比较计算机模拟发射光谱和实测光谱获得了宏观气体温度。

含碘甲烷的混合气体脉冲放电是研究放电引发的脉冲氧碘化学激光器的基础和前提保证。研究了碘甲烷的混合气体脉冲放电特性，实验发现，击穿电压和峰值电压与气体压强、电极间距和初始电压的乘积成线性关系，注入能量与气体压强、放电气体的体积及初始电能的乘积成线性关系。

模拟N₂-氧碘化学激光器(COIL)混合气体对O₂-N₂-CH₃I混合气体进行了脉冲放电实验研究，对混合气体的放电波形、注入能量及放电均匀性进行了探索，得到一些实验结果和实验规律。

氧碘激光是由激发态O2(1D)与基态碘原子近共振传能来实现的。传统的氧碘化学激光器(COIL)采用气液化学反应来产生O2(1D)。一种全气相、更安全易行的基于电激励O2(1D)发生器的氧碘激光器是当前国际上的研究热点。通过对最新文献的综述分析, 归纳整理了电激励氧碘激光器(EOIL)研究中的关键问题所在, 并对未来发展趋势及需要解决的问题等进行了分析总结。

通过考察各种放电状态及气流条件下发生器内外物种的自发辐射谱,发现光谱峰值强度与对应物种浓度成正比.分析了主要的等离子体动力学过程,了解了单重态氧及其它物种的浓度变化规律.考察了α放电和γ放电两种不同的放电方式.发现在α放电状态下,体系中有较少氧原子等淬灭性粒子,更有利于O2(1Δ)产生.加入He,有效地降低了气体体系的离子化阈能和约化场强,约化场强最小时,产生的O2(1Δ)浓度最大,相较于纯氧放电,O2(1Δ)浓度提高一倍以上.考察了腔外各物种浓度的变化, O2(1Δ)离开放电腔后浓度稳定,沿距离减少较慢,有益于出光.优化了本系统的放电极间距,极间距太大或太小,都不利于单重态氧的产生.

利用高温热解SiH4的方法获得气相Si原子,然后通过气相Si原子与N2O反应成功得到了亚稳态储能粒子SiO(b3П).通过不断地改进装置和实验探索,掌握了该合成反应的实验规律,并对实验条件进行了优化.N2O与SiH4的流量配比在8～10,SiH4稀释比在0.3%左右,热解温度在1 160～1 170 ℃时,得到了最强的光谱信号.

分析了化学法生成碘原子应用于COIL的优缺点,根据化学法生成碘原子的反应体系和氧碘化学激光器的反应机理建立了一维气体流动预混理论模型,从理论上研究了ClO2与NO反应生成Cl原子的产率随反应器压力的变化,加入HI的位置对生成I原子的影响,化学法生成碘原子代替碘分子注入到COIL中的小信号增益沿气流方向的变化,并与加入碘分子时进行了对比.