研究了b轴10 at.% Er∶YAP晶体的偏振吸收和输出特性以及多波长激光运转特性。 首次测量了Er∶YAP晶体的偏振吸收光谱, 结果显示晶体对偏振方向平行于a轴和c轴的偏振光在4I11/2能级对应的吸收峰附近的最大吸收系数分别为4.606 3 cm-1 (975.2 nm处)和2.936 6 cm-1(967.6 nm处), 因此选择合适波长的线偏振光作为泵浦光有利于提高晶体对泵浦光的吸收效率, 从而改善激光性能; 在氙灯泵浦的激光实验中, 自由运转条件下实现了2 710, 2 728, 2 795和2 918 nm等4条谱线的激光输出, 并分别研究了各谱线的偏振特性和起振的阈值特性。 通过在谐振腔内加JGS石英片、 云母片、 K9镜片等选择性吸收片分别实现了2 918 nm单波长, 2 710, 2 821, 2 837和2 862 nm等四波长和2 710 nm单波长的激光输出。 测量了自由运转和不同选择性吸收片条件下的激光光谱, 并与不同选择性吸收片的透过谱及之前报道的荧光光谱进行对照分析, 证明通过调节谐振腔能够对Er∶YAP晶体中的起振谱线进行选择。 偏振激光实验结果表明除谱线2 918 nm是偏振方向平行于a轴的线偏振光, 谱线2 728 nm有时是偏振方向平行于c轴的线偏振光, 有时又是偏振椭圆长轴平行于YAP晶体a轴的部分偏振光外, 谱线2 710和2 795, 2 821, 2 837和2 862 nm均为偏振方向平行于c轴的线偏振光; 在LD端面泵浦条件下, 得到2 710, 2 728, 2 750和2 795 nm四条谱线的激光输出, 其中谱线2 750 nm首次在Er∶YAP晶体中实现激光输出, 这四条谱线均为偏振方向平行于晶体c轴的线偏振光; 此外, 首次测量了该晶体在8 K低温下的吸收光谱, 利用Gauss函数对光谱进行分峰拟合, 根据拟合结果对激光上下能级各斯塔克子能级进行了能级指认, 并结合Er∶YAP晶体激光光谱、 荧光光谱对可能的谱线跃迁进行了辨认。 Er∶YAP晶体偏振特性和多波长讥光运转特性的研究以及对后续Er∶YAP晶体调Q等技术的实现和电光调Q晶体的选择具有一定的指导意义。

Yb3+掺杂晶体材料是重要的激光材料，在超短脉冲激光、大功率激光等领域有重要应用前景，但长期以来很难通过实验拟合确定Yb3+晶体场参数，尤其 是低对称体系，从头计算是解决此问题的重要途经。本文介绍了适合计算稀土离子掺杂晶体的从头计算DV-Xα方法和有效哈密顿量模型，用该方法计算了Yb3+ 掺杂M型和M’型钽铌酸盐的晶场参数和旋轨耦合参数，得到的能级结构和实验能很好地符合，并发现了Yb3+掺杂钽铌酸盐的晶场强度参数随稀土原子序数呈现 规律变化。表明结合DV-Xα计算和有效哈密顿量方法是计算Yb3+掺杂低对称钽铌酸盐晶体场的有效途径，结果显示Yb3+掺杂钽铌酸盐晶体有望成为新型全固态 激光工作物质。

采用氙灯抽运研究了原子数分数为10%的Er ³⁺掺杂的YAP晶体在2.7~3 μm波段的激光性能,使用3种不同透射率的输出镜,实现了最大输出能量为1173 mJ@1 Hz、1284 mJ@5 Hz、495 mJ@10 Hz、104 mJ@20 Hz的激光输出,对应的斜率效率分别为0.80%、0.99%、0.84%和0.44%。当重复频率为5 Hz,透射率为15%时,该晶体具有最大的输出能量和激光效率,相应的平均输出功率达到了6.42 W,约是目前已报道最好结果的4倍。测量了不同输入功率下Er∶YAP激光的光束质量,随着输入功率的增加,其光束质量逐渐下降。在输出激光中观察到了波长分别为2710,2728,2795,2918 nm的4条激光谱线。因此,Er∶YAP晶体可以实现优良的多波长中红外激光输出。

采用提拉法成功生长出了高光学质量的Tm,Ho:LuAG(Lu3Al5O12)激光晶体，对其光谱性能进行了研究。测量了晶体320~3000 nm范围内的吸收光谱，在784 nm附近有较宽的吸收带,半峰全宽约为12 nm。用784 nm半导体激光器(LD)作激发源，测量了晶体2800~3000 nm范围内的稳态荧光光谱，并用光参量振荡(OPO)脉冲激光激发，测量了晶体的瞬态荧光光谱，对数据曲线进行指数衰减拟合，获得了晶体2.9 μm附近波长激光上下能级5I6和5I7的寿命,分别为51 μs和7.5 ms。与Tm,HoYAG（Y3Al5O12）晶体的光谱参数进行了比较，结果表明，Tm,Ho:LuAG是一种相对容易获得2.911 μm中红外激光输出的激光晶体。

采用提拉法生长了尺寸为30 mm×60 mm的自激活NdTaO4(NTO)晶体，用Rietveld全谱拟合方法对晶体的结构进行研究，结果表明，该晶体为单斜晶系，空间群为I2/a，给出了晶体的晶格常数和密度。对晶体的室温吸收和发射光谱研究表明，其在808.5 nm和885 nm有很强的宽带吸收，在1063.5 nm波段呈现明显的宽带荧光发射，有利于发展激光二极管(LD)抽运的可调谐或超短激光。该晶体有望发展成为一种高增益的自激活微片激光增益介质。

采用共沉淀法制备了LaLu0.7 Er0.3 O3 的纳米多晶粉体。对它进行了X射线粉末衍射测试, 根据衍射峰宽估算了粉体颗粒的尺寸,同时利用Rietveld全谱拟合方法确定了它的结构。在室温下, 测试研究了它的吸收和光致发光谱。并利用380 nm光激发,测试了1.5 μm红外 (4I
I15/2 ) 光的荧光衰减情况, 给出了相应荧光寿命。结果表明,LaLu1-x Erx O3 是一种值得深入研究并具有潜在应用价值 的红外激光材料。

测量了BiB3O6晶体从常温到熔融态的拉曼光谱, 考察了其温致结构变化和预测了熔体的结构基元。 同时, 采用量子化学从头计算和密度泛函理论对拉曼光谱进行了计算和结构分析。 结果表明, 随着温度的升高, 对包含阳离子Bi的外部晶格和［BO3］3-硼氧三角形基团结构的温致结构影响有限, 却有效地削弱了［BO4］5-硼氧四面体基团结构, 其松弛度增加, 稳定性变差, 并在熔体结构中彻底消失。 研究表明BiB3O6熔体主要以硼氧六元环［B6O12］6-的形式存在, 阳离子Bi起电荷平衡作用, 其氧配位数为3, 有别于晶体中的6。

开展了CuBi3 S5 和CuBi3 Se5 两种化合物的合成研究,并首次报道了这两种化合物的基本光电性质。 以水合肼(N2 H4 ·H2 O)为还原剂,以CuCl、BiCl3 和S(或Se)为原料,通过溶剂热与固相反应相结合的方法 成功制备了CuBi3 S5 和CuBi3 Se5 两种化合物的多晶。采用四点探针法获得了这两种化合物的电阻随温度 变化的关系,结果表明：CuBi3 Se5 呈金属性质,而CuBi3 S5 呈半导体性质。根据Arrhenius关系式 计算出CuBi3 S5 室温下的热激活能为17.1 meV。在室温下对CuBi3 S5 多晶块体进行了霍尔效应实验, 结果表明:其载流子浓度为 3.75×1017 cm-3, 霍尔迁移率为14 cm2V-1s-1, CuBi3 S5 为n型半导体。 漫反射光谱的实验结果表明CuBi3 S5 的禁带宽度约为0.66 eV。

用高温固相法合成了 Nd3 + :GdNbO4 多晶,确定了它的结构, 研究了它的光致发光。Nd3 + :GdNbO4 是单斜结构,空间群为I2/a。采用内标法,测定了(1 at%) Nd:GdNbO4 的晶格参数。用Rietveld精修方法给出了 Nd3 + :GdNbO4 的原子坐标。 在808 nm光激发下,观察到925 nm、1065 nm、1345 nm三个发射带,分别来自于 Nd3 + 的
、4I11/2 、4I13/2 跃迁,以1065 nm处
的发射谱带强度最强。 分析表明 Nd3 + 在 GdNbO4 有很强的晶场作用,是一种潜在的新型激光材料。