激光诱导击穿光谱(LIBS)作为一种快速、 实时的元素分析技术, 由于其在痕量元素探测、 地质环境监测等领域有着广阔的应用前景, 而受到人们极大的关注。 在实际应用中, 样品表面是影响等离子体产生及其特性的关键环境因素之一。 在大气环境下, 利用脉宽为8 ns、 波长为1 064 nm的纳秒脉冲激光产生等离子体, 对比研究了天然岩石样品在非平坦和平坦表面条件下等离子体的发射光谱。 基于激光辅助辐射波模型, 阐释了非平坦样品表面对其光谱特性的影响。 通过对比等离子体时间积分光谱, 发现非平坦样品的谱线强度相比于平坦样品的谱线强度减弱了近70%, 该结果说明非平坦样品表面对LIBS真实测量数据的负面影响不可忽视。 针对褐铁矿样品中的谱线Fe Ⅰ 404.58 nm和Fe Ⅰ 438.35 nm, 研究了在平坦和非平坦样品表面下的峰值强度以及其衰减因子随激光能量的变化规律, 结果表明非平坦样品表面条件下采集的光谱强度始终低于平坦样品表面的光谱强度。 光谱强度的衰减因子先随激光能量增大而逐渐降低, 并在激光能量33 mJ达到最小值, 后随激光能量的进一步增大而增大。 实验结果进一步表明在非平坦样品表面条件下产生了密度较低的等离子体, 并且非平坦与平坦样品的电子密度的比值在激光能量33 mJ时达到最小, 此结果与光谱强度的衰减因子随激光能量的变化趋势一致, 这是源于非平坦样品表面会形成较大激光入射角度, 使得激光等离子体能量吸收区厚度变薄, 产生等离子体屏蔽效应所对应的激光能量阈值升高。 此外, 样品表面状态和激光能量对等离子体温度的影响甚微。 阐述了非正入射时等离子体特征参数与正入射时等离子体特征参数的联系和差异, 揭示了非平坦样品激光等离子体特征参量变化的内在物理机制, 为室外LIBS探测技术在元素定性和定量分析中光谱强度的校正提供参考。

单晶光纤具有细长的晶体结构以及对泵浦光的波导传输特性，使其兼具晶体以及光纤的激光放大介质优点，其细长的晶体结构可以有效地进行散热，保证了在高功率运转下依然可以保证高光束质量，与传统的晶体棒相比，对泵浦光的波导特性使其具有更大的能量提取效率和放大增益，简单的行波放大结构使得系统易于集成。单晶光纤作为放大增益介质已广泛应用于高功率高能量超短脉冲激光放大技术中，并在科研、工业加工等领域具有重要的应用前景。本文重点介绍了单晶光纤的结构和制备方法，以及近年来1 μm波段基于单晶光纤的超短脉冲放大技术研究的主要方法及结果，包括本课题组取得的主要进展，探讨和展望了单晶光纤放大技术的前景和发展方向。

理论计算和数值模拟了一维周期性复式光子晶格中光的分叉无衍射传输现象。当晶格满足退化的SSH模型时，波矢为±π的入射光将分裂为两束完全相同的对称无衍射光，且分叉夹角可通过耦合系数J来调节；在此基础上，通过微扰波导作用引入了调制相位ϕ，当微扰满足宇称时间对称时，只要入射光波矢k与调制相位ϕ之和为±π便能实现任意入射光波的无衍射分叉传输。进一步研究表明，次近邻耦合作用可以调控两个无衍射分叉光束的传输角度及其分功比。本研究为光学开关及未来全光路的设计提供了理论指导。

阿秒脉冲光源诞生于21世纪初，是同时具有阿秒时间和纳米空间分辨率的全相干光源，在近20年的时间里，推动了阿秒科学研究不断取得显著的进展和突破。阿秒脉冲为物理、化学、生物、材料、信息等领域的发展提供了全新研究手段和重要创新机遇。本文介绍了阿秒脉冲的重要发展历程，主要综述并总结了高次谐波、阿秒脉冲产生以及阿秒脉冲测量的关键技术和现状，最后对阿秒脉冲研究的发展进行了展望。

利用光参量放大可以产生大带宽、波长可调、载波包络相位稳定和高平均功率的中红外飞秒光源.首先介绍了中红外波段的光参量放大技术，主要包括宽带光参量放大和色散管理技术.随后回顾了使用不同波长激光泵浦的飞秒中红外光参量放大系统取得的主要进展，最后对中红外飞秒光参量放大系统的发展进行了展望.