为提高化学氧碘激光的性能，用五氧化二磷(P2O5)和硫酸(H2SO4)射流进行了单重态氧气流中的水汽脱除实验。实验结果表明: 在约4 kPa压力、20 m/s流速和5 ms停留时间的气流状态下，P2O5和H2SO4射流可将水汽含量分别降低至原来的约1/5和1/16，发烟硫酸甚至可降至约原来的1/90，而且对单重态氧的猝灭很小。P2O5和H2SO4都是极佳的常温射流除水剂。

为提高化学氧碘激光性能，分别使用-117 ℃乙醇、-110 ℃氟里昂和-45 ℃质量分数为50%过氧化氢冷射流进行单重态氧气流中的水汽脱除实验。实验结果表明：这3种冷射流的除水效果并不显著，乙醇基本上没有任何脱水效果，氟里昂和过氧化氢仅可以将水汽含量分别降低至原来的约1/5和1/4；乙醇和氟里昂因极易挥发而对气流产生严重干扰，并不适合用于除水；只有难挥发的过氧化氢才是合适的候选。

对脉冲Nd:YAG激光(355 nm)在H2和H2: He-Ar混合气体中的受激拉曼散射(SRS)进行了研究。在0.5 MPa的氢气中,同时测量到从二级反斯托克斯到三级斯托克斯的多波长输出,其总转化效率达88%;而高压下只剩下一级和二级斯托克斯输出,其中二级斯托克斯最大能量转化效率达44%(对应量子效率为63%)。由于高级斯托克斯的竞争,纯氢气中一级斯托克斯的最大能量转换效率不超过43%。通过向3 MPa氢气中掺入2 MPa Ar气后,很好地抑制了二级斯托克斯的产生,从而获得了能量转换效率高达71%(对应量子效率为83%)的一级斯托克斯输出。对四波混频和级联受激拉曼散射在氢气多级斯托克斯产生中的作用以及惰性气体对它们的影响进行了讨论。

用单纵模Nd∶YAG二倍频激光(波长532 nm，线宽0.003 cm-1，脉宽(半峰全宽，FWHM)6.5 ns)抽运H2/He气体，观察到很强的后向一阶斯托克斯(BS1)受激拉曼散射。在H2的分压分别为1.0 MPa和1.5 MPa的H2/He(体积比)(3/7)混合气体中，当抽运能量为92 mJ时，后向一阶斯托克斯光的量子转换效率高达69%左右，而在纯H2中后向一阶斯托克斯光的量子转换效率分别只有15%和18%。这是因为加入He增强了后向拉曼散射多普勒线宽的Dicke压窄效应，使后向一阶斯托克斯光的拉曼增益系数与前向一阶斯托克斯(FS1)光的拉曼增益系数的比率提高，而且因为后向一阶斯托克斯光与抽运光在反方向传播，它可以提取大部分抽运光的能量，并且脉冲被压窄到1.1 ns，使后向一阶斯托克斯光峰值功率达到了抽运光的2.6倍。从激光光斑的强度分布可以观察到后向一阶斯托克斯光呈现为抽运光的相位共轭波。

用单纵模Nd∶YAG二倍频激光[波长532 nm，线宽Δνp<100 MHz，脉宽(半峰全宽)6.5 ns]抽运CH4气体，观察到很强的后向一级斯托克斯(BS1)受激拉曼散射，这与前人采用脉宽30 ns的单纵模抽运激光得到的绝大部分为后向受激布里渊散射(SBS)完全不同，其原因是脉宽6.5 ns与本实验条件下CH4的受激布里渊散射声子寿命接近，受激布里渊散射处于瞬态。理论计算表明，这时的受激布里渊散射瞬态增益系数已略小于后向一级斯托克斯的增益系数，而被其竞争抑制。当脉冲重复频率为2 Hz，抽运能量为95 mJ时，在1.1 MPa CH4中，后向一级斯托克斯的量子转换效率高达73%，其时间波形出现张弛振荡，脉宽被压窄到1.2 ns，从而使后向一级斯托克斯峰值功率达到了抽运激光功率的2.7倍，而且其光束质量要大大优于抽运激光的光束质量。用编制的准二维计算机模型程序相当好地再现了实验中后向一级斯托克斯的时间波形张弛振荡。

Nd:YAG二倍频激光(532 nm)泵浦H₂中的受激喇曼散射产生多级斯托克斯.其中一级、二级和三级斯托克斯的最高量子转换效率分别可达66%,60%和19%.在0.44 MPa下,可同时获得1 579 nm(19%),954 nm(30%),683 nm(33%),532 nm(14%),436 nm(3.7%)和368 nm(1.4%)的多波长输出.H₂压力对多级斯托克斯转换有显著影响:高气压有利于产生高效的一级斯托克斯,而低气压则适合于高级斯托克斯和反斯托克斯的产生.

在一台为化学氧碘激光器而研制的小型射流式单重态氧发生器上建立了一套氯气利用率测量系统;从实验和理论两方面详细研究了光源线宽、气流温度、水气含量、气流组分对紫外吸光光度法测量氯气利用率的影响;测量结果和误差分析表明,在良好设计的实验中,氯气利用率的相对测量误差约为2%,主要来源于光电倍增管(PMT)的噪音.最后,提出了减少测量误差和扩大氯气利用率测量量程的方法.我们的工作将有助于更加准确地和精确地测量化学氧碘激光系统中的单重态氧发生器的氯气利用率.

报道了三倍频脉冲Nd∶YAG激光(355 nm)在两种不同带宽模式下抽运氧气中受激拉曼散射(SRS)和受激布里渊散射(SBS)的实验研究。在宽带(约1 cm-1)抽运模式下,只测到了前向受激拉曼散射,而没有观察到后向散射,其一级和二级斯托克斯最大能量转换效率可达22%和8%。在窄带(约0.003 cm-1)模式下,前向、后向受激拉曼散射和受激布里渊散射都测量到了,但大部分抽运能量都转换到受激布里渊散射,其转换效率可达67%。测量了两种带宽模式下各散射组分在它们最佳转换时的波形;窄带情况下后向受激拉曼散射和受激布里渊散射的脉宽分别可压窄至1.5 ns和2.3 ns,不到抽运脉宽的三分之一,使得受激布里渊散射峰值功率可大大高于抽运功率。对氧气中前向、后向受激拉曼散射和受激布里渊散射之间的竞争进行了讨论。

研究了脉冲Nd:YAG激光(355 nm)泵浦的甲烷中多级Stokes光的产生和惰性气体对其转换效率的影响,其中一级和二级Stokes光的最大能量转换效率分别可达71%和38%(对应量子效率为79%和48%),大大高于已往文献报道的20%.在0.5 MPa下,可同时获得322 nm(3.6%),355 nm(24.5%),396 nm(24.3%),448 nm(22.3%)和515 nm(9.3%)的多波长输出.甲烷压力对多级Stokes转换有显著影响:高气压利于产生高效的一级Stokes光,而低气压则适合于高级Stokes光的产生.根据级联受激拉曼散射(SRS)和四波混频(FWM)理论对实验结果进行了分析,结果表明甲烷中高级Stokes光的产生是SRS和FWM协同作用的结果.加入的氦气增强了甲烷中Stokes光的转换效率,而氩气的作用恰恰相反,利用热透镜效应可以很好地解释这些现象。

化学激光器是以释能化学反应提供能源, 并且以化学反应产生粒子数反转为基础的。由于化学储能的巨大, 这类器件目前输出的连续波功率已达兆瓦级, 大大高于所有其他激光器;近年来, 由于流动介质均匀性的改善和采用选摸能呼高的光腔, 光束质量亦已达到近衍射极限。近年来的研究集中在发展短波长化学激光体系, 从较早的DF(～3.8 μm), HF(2.7 μm)到近期的O2-J体系(1.315 μm), 以及HF的泛频跃迁激光(～1.35 μm)。更进一步则希望发展可见光波段的化学激光器。这有可能通过电子激发志的受激辐射实现, 但是看来尚需较长时间的努力。