基于随机激光的时域理论，利用时域有限差分法(FDTD)数值求解麦克斯韦方程组和速率方程组，分别计算了二维无序介质中抽运速率和散射颗粒折射率对随机激光辐射的影响，同时还分析了介质中不同区域的输出谱和空间模式分布。计算结果显示，对于二维随机介质，在其他条件保持不变的情况下，散射颗粒折射率与背景介质折射率差越大，随机激射的阈值越低。介质中不同区域的辐射谱是不同的，且随着激励源抽运强度而变化。随机激光辐射始终集中在介质中某几个固定区域，但各个区域的随机激射效率是不同的，同时在区域之间存在模式的空间范围重叠。

通过选择甲醇、乙醇、乙二醇和二甲亚砜四种不同折射率液体作为溶剂溶解分散掺杂有尺寸为100 nm的AlN纳米粒子的罗丹明6G(Rh6G)激光染料，制备出了不同折射率溶剂的Rh6G随机激光体系。分别测量了这些体系的随机激光光谱和阈值，研究了在溶剂的折射率不同的随机激光体系中光谱、阈值特性与溶剂折射率的关系。对于光谱特性，发现随溶剂的变化，随机激光峰值位置发生明显变化，这主要是由溶剂的吸收位置不同所导致的；在阈值特性方面，观察到阈值随着溶剂折射率的增大而增大。通过引入米氏散射理论，解释了产生这种阈值变化特征的原因是溶剂折射率增大会使随机激光体系的散射强度减小、传输自由程增大。

基于随机激光的时域理论, 利用时域有限差分法(FDTD)数值求解麦克斯韦方程组和速率方程组, 利用分区域计算法, 分别计算了整体和局部泵浦二维随机介质时, 不同泵浦强度下, 不同区域的辐射谱, 得出了随机介质中模式的空间局域化分布。 计算结果显示, 同样条件下不同区域的辐射谱是不同的, 且随着激励源泵浦强度的变化, 随机激光辐射始终集中在介质中某几个固定区域, 但各个区域的随机激射效率不同, 在区域之间存在模式的空间范围重叠。 利用该方法, 可以分析介质的随机分布对随机激射的影响, 理论上可以为高激射效率的伪随机介质制备提供一定指导。

该文从理论上分析了不同泵浦波形下的荧光衰减规律, 提出了一种在不同泵浦波形下测量荧光寿命的新方法——双脉冲探测法, 即利用探测泵浦脉冲与荧光衰减脉冲的方法测量荧光寿命。 通过对样品钕玻璃及Cr∶ZnSe晶体的荧光寿命测量表明: 利用该方法在不同泵浦波形下能够实现可见及近红外到中红外激光介质的荧光寿命测量。 因此, 利用该测量方法能够方便、 有效的避免通过解卷积求样品荧光寿命的繁琐过程, 对测量激光介质在不同泵浦波形下的荧光寿命具有参考价值。

从非线性薛定谔方程出发， 利用分步傅里叶方法， 研究了时空耦合飞秒脉冲在熔石英玻璃中传输时， 传输距离、 入射激光脉冲峰值功率、 衍射、 色散和非线性等因素对超连续谱产生的影响。 结果表明， 飞秒脉冲在熔石英玻璃中传输时， 超连续谱的产生主要分为两阶段： 由材料的自聚焦等三阶非线性效应引起的脉冲压缩阶段及由自相位调制和材料群速度色散引起脉冲分裂阶段。 当高峰值功率的飞秒脉冲在熔石英玻璃中传输时， 材料的三阶非线性效应抑制衍射效应， 引起脉冲压缩， 从而产生子脉冲， 由此引入新的频率成分。 同时， 还研究了同一脉冲不同横向空间位置处的超连续谱的变化规律， 在中心频率两侧均有新频率产生。 最后， 通过实验证实了超连续谱的产生。

研究了不同能量的纳秒激光脉冲聚焦到单晶硅片上时, 激光等离子体的自由电子密度和温度以及损伤形貌随激光脉冲能量增加的变化规律。 研究结果表明： 激光脉冲击穿硅介质产生的激光等离子体的体积以及自由电子密度和温度大小, 决定了硅表面损伤的形貌特点和大小。 自由电子密度和温度的变化特点是： 随着激光脉冲能量的增加, 激光等离子体的体积不断增大, 自由电子温度缓慢增加而密度基本不变。 又由于激光等离子体的自由电子密度和温度呈现从中心到边缘由大到小的变化趋势, 所以损伤形貌总的特点是内部区域的熔化非常充分, 形成明显的周期性排列的规则条纹, 且条纹的排列趋势呈现环状； 中部区域熔化不充分, 形成条纹不很规则； 边缘区域处分界明显, 有时出现等离子体产生喷溅变色痕迹。