我国综合管廊内燃气安全问题亟待研究和解决。为了研究管廊内燃气爆炸荷载特性，在0.11 m×0.11 m×6 m的小尺寸管道内进行甲烷-空气混合气体封闭爆炸实验，研究了在不同点火能量(电极点火-2 J; 化学点火-5 J)下，甲烷浓度为7.5%~13.5%的爆炸波的传播规律。结果表明：燃气爆炸超压峰值随浓度的增大先增加后减少，在浓度为10.5%时超压峰值最高; 点火能量提高时，超压峰值普遍提高。采用SIMTEC数值分析软件对实验进行模拟，选用大涡湍流模型和修改的涡耗散概念燃烧模型能够很好的验证管道内燃气爆炸最危险的情况(甲烷-空气充分燃烧爆炸情况)。

为了改善被动调Q激光器输出不稳定的现象, 利用Nd:YVO4具有增益方向性的特点, 使用电光晶体将线偏振光光矢量方向旋转90°, 实现腔内增益突变, 进而实现被动调Q稳定输出。利用该方法, 在LD连续泵浦Nd:YVO4被动调Q实验中, 当耦合输出镜反射率为80%, 饱和吸收体初始透射率为83.06%, 泵浦功率为22 W时, 输出功率为4.68 W, 调Q序列脉冲的重复频率为49.16 kHz, 脉冲宽度为26.28 ns。并且在泵浦功率从10~22 W的情况下, 获得了稳定的被动调Q激光输出。脉冲幅度波动性低于±2.4%, 脉冲时间波动性低于±5%, 重复频率的不稳定性低于1%, 光光转换效率斜效率达到21.27%, 斜效率为34%。

腔内倍频拉曼激光器是获得黄光激光光源的重要途径，目前尚未有直接的表达式描述连续腔内倍频激光器的功率输出对抽运和激光器参数的依赖关系。以速率方程为基础，对腔内倍频连续拉曼激光器的理论模型进行归一化处理，得到平面波近似下连续腔内倍频拉曼激光器的归一化速率方程组。对此方程组进行求解，得到描述激光器输出的表达式各变量以及参量与输出变量之间的归一化表达式，根据表达式获得了描述激光器运行的理论曲线。

提出了一种基于数字图像处理技术的用于降低相位突变点的改进型Gerchbery-Saxton(G-S)衍射光学元件设计方法。与普通的G-S衍射光学元件设计算法相比，这种改进型的G-S算法能够使得衍射光学元件的相位分布曲线更加光滑，并且在迭代计算过程中具有更强的收敛能力。利用该种算法获得了由高斯光束变换成空心光束时所需要的衍射光学元件的相位分布，在同样参数条件下，均方根误差为8.31%，优于普通G-S算法的9.46%；并且约有33.2%的像素的相位值得到了改进，从而平滑了衍射光学元件的相位分布曲线，便于实际的微加工。

报道了以KTP晶体作为倍频介质, 以Nd∶YAG晶体作为激活介质, 以SrWO4晶体作为拉曼介质的折叠腔型主动调Q腔内倍频拉曼激光器的输出特性, 给出了输出黄光平均功率、脉冲能量、脉冲宽度随激光二极管(LD)抽运功率及脉冲重复率的变化关系。在输入抽运功率为12.6 W, 脉冲重复率为20 kHz时, 获得了1.4 W的590 nm激光输出, 从LD到黄光的转换效率为11.1%。在输入抽运功率为12.6 W, 脉冲重复率为10 kHz时, 单脉冲能量为122 μJ, 脉冲宽度为4.0 ns, 相应的脉冲峰值功率为30.5 kW。

研究了激光二极管(LD)端面抽运的主动调Q内腔式Nd∶YAG/GdVO4拉曼激光器的激光特性, 测量了不同抽运功率和脉冲重复频率条件下的平均输出功率和脉冲宽度。当注入的抽运功率为7.44 W, 脉冲重复频率为20 kHz时获得的1174.5 nm拉曼光的最大平均输出功率为1.3 W, 对应的光-光转换效率为17.4%; 当注入抽运功率为6.8 W, 脉冲重复频率为15 kHz时获得的1174.5 nm拉曼光的最大单脉冲能量为74.4 μJ。与Nd∶GdVO4自拉曼激光器进行实验比较和分析, 实验结果表明主动调Q内腔式Nd∶YAG/GdVO4拉曼激光器可以获得比Nd∶GdVO4自拉曼激光器更高的平均输出功率和转换效率。

报道了LD抽运的自喇曼c切Nd:YVO4调Q腔内倍频黄光激光器.Nd:YVO4晶体同时作为激光介质和喇曼晶体,通过声光调Q技术,产生了1 178.7 nm的喇曼激光,经过KTP腔内倍频,输出589.4 nm黄光.测量了平均输出功率随抽运功率和脉冲重复率的变化.典型的1 066.7 nm基频光、1 178.7 nm喇曼光和589.4 nm倍频光的脉冲宽度分别为24.9 ns、11.2 ns和6.8 ns.在脉冲重复率为15 kHz,抽运功率为7.56W时,产生了平均功率为151 mW的589.4 nm光的输出.

对激光二极管(LD)抽运的自拉曼Nd∶GdVO4被动调Q激光器进行了详细的理论和实验研究。实验中采用Nd∶GdVO4晶体同时作为激光介质和拉曼晶体,分别用了两块不同初始透射率的Cr4+∶YAG晶体,得到并比较了采用不同初始透射率的Cr4+∶YAG晶体时被动调Q自拉曼激光器的性能。测量了平均输出功率、脉冲宽度和脉冲重复率随抽运功率的变化关系。当Cr4+∶YAG的初始透射率为0.91,输入功率是5.7 W时,得到的拉曼光的最高功率为244.6 mW,相应的转换效率为4.3%。通过数值求解基频光和拉曼光空间分布的速率方程并应用到被动调Q自拉曼 Nd∶GdVO4激光器。获得的理论结果与实验结果大致相符。

在激光二极管(LD)端面抽运的固体激光器中,热效应是设计中必须考虑的重要参量之一。研究激光工作物质内热效应的最方便的方法是等效热透镜(TL)法。前人给出的公式算出的热透镜焦距比实验值小。针对“Top-hat”抽运光,在找出了导致计算值与实验值差距的原因后,给出了能够得出更为精确热透镜焦距值的改进方法,并进行了数值计算,根据计算结果给出了拟合方程。研究结果显示,热透镜焦距不仅仅是抽运功率的函数,还是激光半径与抽运光半径比的函数,并且在激光和抽运光半径大致相当的时候,热透镜焦距大约是原来公式计算值的1.6倍。在相同的抽运条件下,热效应造成的衍射损耗同用原来热透镜焦距计算的结果相比要小很多,同样和激光半径、抽运光半径有关。实验证明新理论比旧理论更接近实验结果。

研究了外腔式SrWO4拉曼激光器在ns脉冲抽运下的输出特性。利用主动调Q的Nd∶YAG激光器产生的脉冲宽度为11.7 ns,输出能量为80 mJ的激光作为抽运源,拉曼激光谐振腔采用平平腔,实验采用4片对一阶斯托克斯脉冲和二阶斯托克斯脉冲不同反射率的输出耦合镜,测量了输出能量与抽运能量的关系,计算了转换效率与抽运能量的关系。当输出耦合镜对一阶斯托克斯脉冲的反射率为39.9％时,实验得到一阶斯托克斯脉冲的最大能量和转换效率分别为23.9 mJ和36.2%,当输出耦合镜对一阶斯托克斯脉冲和二阶斯托克斯脉冲的反射率分别为80.5％和12.4％时,得到二阶斯托克斯脉冲的最大输出能量和转换效率分别为16.4 mJ和25.4％,典型的一阶斯托克斯脉冲和二阶斯托克斯脉冲的脉冲宽度分别为6.1 ns和5.8 ns。