研究了Er:YAG激光消融离体牙本质过程中激光脉宽对消融阈值、消融深度以及消融后牙硬组织微结构的影响。使用50 μs到1 ms脉宽的Er:YAG激光对人牙本质在无喷水冷却下消融实验，通过体式光学显微镜观察样品消融切口进而测量消融坑洞深度，利用扫描电镜(SEM)观察消融后牙本质的形态。实验结果表明，随着激光脉宽的增加，Er:YAG激光对人牙本质的消融阈值、消融深度呈现逐渐增大的趋势，同时还观察到高能量密度消融实验中牙小管封闭以及牙本质熔融现象。该实验结果对了解Er:YAG激光消融牙硬组织的微观过程及牙科治疗应用具有参考价值。

激光二极管(LD)端面抽运激光器存在一个最佳增益介质长度，过长或者过短的晶体都会导致激光器输出性能的降低。为了研究热致衍射损耗对最佳增益介质长度的影响，采用理论分析与实验相结合的方法，通过对晶体增益与损耗平衡理论分析计算，求解得到了Nd∶GYSGG晶体的最佳增益长度为7.8mm。同时开展了对不同长度晶体的激光对比实验，证明了接近最佳增益长度的8mm晶体实验效果最佳，在脉冲抽运频率1kHz、能量约7.6mJ条件下，获得了约2.4mJ激光输出，相应的光光转化效率为31.6%。结果表明，该研究对LD端面抽运Nd∶GYSGG激光器的优化设计具有参考意义。

绿光激光雷达是探测大气气溶胶的有效工具。作为光源的激光器对激光雷达有决定性的影响，激光器性能的改善将显著提高激光雷达的探测能力。依据微脉冲激光雷达光源的要求，研制了一台高光束质量、高重复频率、高脉冲能量的紧凑型激光二极管(LD)端面抽运声光调Q毫焦耳级532 nm绿光激光器。在2 kHz的重复频率下，获得了脉冲能量为0.9 mJ、脉宽为22 ns的绿光输出，光束M2因子小于1.76、能量不稳定度为±2%。该激光器有助于提高微脉冲激光雷达的探测距离、探测速度和探测精度。

高脉冲能量中红外激光在远程大气探测和目标识别中有着重要的应用，为了获得高脉冲能量的中红外激光输出，选用自主生长的ZnGeP2(ZGP)晶体作为中红外参量非线性晶体，晶体采用Ⅰ型相位匹配，切割角度为55°，利用自行研制的2.09 μm La3Ga5SiO14(LGS)电光调Q Cr,Tm,Ho:YAG激光器作为ZGP光参量振荡器(OPO)的抽运源。光参量振荡器采用对抽运光具有反射的双程抽运结构以提高转换效率，采用脉宽约35 ns的2.09 μm调Q钬激光直接抽运ZGP-OPO，在单谐振振荡结构下获得了脉冲能量为5.9 mJ的4.8 μm中红外激光输出，光光转换效率为13.1%，斜率效率为17%；在双谐振振荡结构下获得了脉冲能量为9 mJ的3.7 μm和4.8 μm中红外激光输出，光光转换效率为23.9%，斜率效率为26.7%。

采用脉冲调Q Er:YAG激光和脉冲静态Er:YAG激光分别对离体猪股骨组织进行了消融实验。测量出两种模式的Er:YAG激光对猪股骨的消融阈值范围分别为1.80~2.40 J/cm2和3.46~5.00 J/cm2，结果显示调Q Er:YAG激光对离体猪股骨组织的消融阈值低。使用调Q激光与静态激光在重复率为3 Hz，脉冲能量为200 mJ，作用脉冲数为15次，分别辐照于离体猪股骨组织，利用扫描电子显微镜(SEM)观察骨组织消融出的坑状结构的形态变化。系统比较调Q Er:YAG激光与静态Er:YAG激光消融骨组织在切口表面形貌、微结构变化等方面的优劣，同时在两种模式激光消融猪股骨组织过程中，使用热像仪观察两种激光模式的激光消融骨组织对组织周围的温度分布。实验结果表明调Q Er:YAG激光消融猪股骨的消融效率高、切缝光滑且对周围组织细胞的热损伤小。因此,调Q Er:YAG在猪股骨组织消融过程中具有显著的优势。

理论分析了Er:YAG激光晶体的热退偏效应，模拟计算了该晶体棒端面退偏的分布，并进行了偏光干涉实验验证。结果表明，数值模拟和实验结果完全一致，热退偏效应随抽运能量增大而增强，退偏分布呈十字形，最大退偏发生在晶体棒端面上与起偏器偏振方向成45°方位处。同时，还阐明了一种利用临界稳定腔来测量灯抽运脉冲Er:YAG激光器有效热透镜焦距的简单方法，测量出不同抽运功率下Er:YAG晶体的等效热焦距。