为了实现空间中波束的动态扫描, 设计了一款基于固态等离子体的超表面。采用阵列单元相位曲线拼接的技术, 通过拼接介质基板厚度不同的阵列单元的相位曲线来实现0°~360°的相位补偿, 并用数值插值的方式建立超表面参变量与相位补偿角之间的映射。结果表明, 超表面的反射主波束方向θ分别为15°, 25°和30°, 计算结果与设计相符合, 通过改变固态等离子体的激励区域来重构阵列单元, 实现了空间中波束在θ为15°, 25°和30°时的动态扫描。此反射型超表面阵列单元的普适性设计方法, 降低了阵列单元的设计难度, 并通过固态等离子体的可调谐特性实现了空间波束扫描超表面的设计。

设计了一种结合正方形和八边形环的波束扫描超材料平面反射阵列天线。相比于传统的阵列天线设计, 运用了新的相位补偿方法, 即通过组合反射阵列单元在介质基板的材料不同时得到的相位曲线实现0~360°的相位补偿, 使得阵列单元的相位曲线不需要完全覆盖0~360°, 并且采用埃尔米特插值的方式解决相位特性曲线线性度差的问题。该方法的优势是具有广泛适应性, 降低了对阵列单元的设计要求。利用这种方法设计了几款单层平面反射阵列天线, 仿真结果显示反射波束方向与预期设定值相符合, 且副瓣与主瓣都相差至少15 dB。通过调节超材料固态等离子体激励区域的范围即改变阵列单元的谐振结构, 实现了空间波束扫描, 为平面反射阵列天线的设计提供了一种新思路。

以电光调Q的Nd:YAG激光器为泵浦源，以磷酸氧钛钾(KTP)为非线性晶体，搭建了调谐范围为750~800 nm的光参量振荡器。信号光在中心波长780.2 nm处获得单脉冲能量113 mJ、脉宽15.43 ns、光斑直径5.5 mm的输出。用光栅单色仪测量信号光光谱宽度(FWHM)为0.38 nm。信号光通过120 ℃的铷蒸气池，观察到清晰的荧光轨迹。证明信号光能有效泵浦铷蒸气，可为铷激光器提供峰值功率7 MW的高强度脉冲泵浦源，进而研究铷激光器在高强度泵浦条件下的动力学过程和基础物理机制。

采用自主搭建的光学参量振荡器作为泵浦源：脉宽15 ns，脉冲能量10 mJ，中心波长756.3 nm，谱宽0.5 nm；增益介质为Rb-Ar混合气体，封装于长75 mm的吸收池内，常温下Ar的含量为67 kPa，开展了出光实验。在温度为136 ℃时，实现了780 nm铷激光输出。

建立了以Rb-Ar混合气体为增益介质的四能级准分子宽带泵浦碱金属激光器(XPAL)含时速率方程模型, 计算得到了运转过程各能级粒子数和腔内激光强度随时间的变化曲线。结果表明:XPAL的阈值泵浦强度很高, 泵浦源谱宽与吸收线宽匹配不能达到提高吸收效率、降低阈值的目的；在泵浦功率一定的条件下,增加介质长度和温度可以提高吸收效率, 但将降低单位体积泵浦速率；XPAL成功的关键在于实现有效的泵浦吸收。

基于国内外相关研究成果,对准分子宽带泵浦碱金属激光器(XPAL)的原理进行了阐述，对其优缺点进行了分析，针对半导体泵浦碱金属蒸气激光器(DPAL)发展中所面临的困难，分析了XPAL解决这些困难的潜力。最后综述了XPAL近年的发展，提出了下一步的发展方向。

以氮为稀释剂的电激励连续波HF/DF化学激光器可以使用低温吸附泵代替传统的机械真空泵和洗消装置，大幅度降低激光器的系统体积和重量。使用小信号增益测量系统对某超音速氮稀释电激励连续波HF化学激光器的增益分布进行了测量。得到了在4种不同激光功率下P1(4),P1(6),P2(4)～P2(6)谱线的增益系数分布曲线。测得P2(4)为最强增益谱线，最大值为0.1 cm-1；最强增益位置与最佳光轴位置相符；超音速气流使增益区延伸达2.5 cm。

放电管作为电激励连续波HF/DF 激光器的F 原子发生器,在整个激光器系统中占有重要地位。目前流行采用的是高压直流电源加镇流电阻的放电模式,典型电参数为接近10 kV 高电压、百毫安量级的低电流。传统理论和实验结果均认为：放电管F 原子产率与放电管注入功率成正比,从而激光器输出功率也应与之成正比。引入不同阻值的镇流电阻,发现对于相同的注入功率,低电压、大电流模式比高电压、小电流模式更容易获得高的功率输出。

本文给出了一种控制正支共焦非稳腔输出光束稳定性的激光系统。利用哈特曼波前传感器实时测量谐振腔内的倾斜扰动像差,基于该像差信号,采用一台步进电机作为主控器,并采用比-积分-微分(PID)控制算法控制一块高反射率的凹面腔镜完成腔内倾斜扰动的自动校正。理论和实验研究表明：本系统能够快速稳定地控制正支共焦非稳腔失调引起的倾斜像差,实现正支共焦非稳腔输出光束的自动稳定。

电激励连续波HF/DF化学激光器有着广泛的用途。目前流行采用高压直流电源加镇流电阻的放电模式,这种放电模式电效率低、体积大、成本高,不利于激光器的推广。借鉴限流(漏磁)变压器在气体放电灯领域的应用,利用限流变压器加整流器的方式,成功实现了电激励连续波HF/DF化学激光器的平稳运转,并大幅度减小了系统体积。这种电源模式比传统电源模式更简洁,可推广至其他的电激励气体激光器。