基于激光诱导击穿光谱和X射线能谱技术, 测量了激光与油漆作用时发射光谱及作用前后元素成分的变化, 以此研究了激光除漆的机理。 实验测量了不同纳秒激光能量下激光诱导击穿油漆表面的光谱, 计算了等离子体的电子密度和温度。 通过扫描电子显微镜对油漆烧蚀形貌进行了分析, 采用X射线能谱仪测量了烧蚀前后油漆成分的变化。 研究结果表明, 等离子体电子密度、 温度以及烧蚀区域大小都随着入射激光能量的增加逐渐增加。 在激光作用前后油漆中碳(C)含量明显降低, 原子百分比从78.25%降低到67.07%, 说明激光与油漆作用过程中发生了烧蚀。 通过对比钛(Ti)元素、 C元素和铝(Al)元素的相对原子比例, 表明更高的激光能量下油漆烧蚀的更剧烈。 该工作对深入研究激光除漆机理有重要意义。

为了研究脉冲激光去除金属表面漆膜的过程, 采用有限元法建立模型, 模拟了喷有漆膜的不锈钢样品表面在移动脉冲激光作用下的温度场, 研究了不同时刻漆膜表面的温度场分布以及激光参量对漆膜表面温度场的影响, 并做了相关对比实验。结果表明, 漆膜表面温度随激光源的移动而变化, 温度场呈现带尾的彗星状; 漆膜表面的温度随激光能流密度和激光重复率的增加而线性增加, 随着扫描速率的增加而指数递减; 激光能流密度和激光重复率越大而激光扫描速率越小时, 激光除漆效率越高; 温度的累积效应可以提高除漆的效率。该结果可以为实际激光除漆过程中激光参量的选取提供参考。

通过对纳秒Nd∶YAG 脉冲激光辐照油漆过程中所喷溅的颗粒形貌及成分的分析，研究激光除漆的物理机理。扫描电子显微镜的结果表明，在激光除漆的过程中产生微米量级和纳米量级的颗粒以及纳米网状结构。微米尺度的颗粒形状不规则，表面粗糙；纳米尺度的颗粒呈球形，表面光滑。随着激光能量的增大，微米量级和纳米量级的颗粒平均尺寸都变大。X 射线能谱仪的结果显示，微米量级的颗粒成分与激光辐照前漆的成分相当，与振动去除机制有关，而纳米颗粒中碳的含量(原子数分数)下降超过50%，是由于激光对漆的烧蚀作用所导致。该研究为激光除漆基本物理机理的研究提供新的思路和方法。

介绍了一种能大幅降低Nd:YAG激光器热负载的新技术——低热抽运技术,该技术将斯托克斯频移减到最小,完全消除了量子效率损耗,从根源上最大限度地减少了系统的热负载,有利于进一步提高输出功率和改善光束质量。简述了低热抽运的发展概况,对其技术关键进行了理论分析,并探讨了其发展前景。

为了消除热致退偏对激光输出的影响，分析了重频固体激光器中热致退偏产生的原因，采用了一种新型的、能有效补偿腔内热致退偏效应的腔型。由结果可知，重复频率从20Hz增大到50Hz时，输出激光光斑无明显变化，无畸变，激光输出能量未降低；在50Hz时注入9．6J，其动态输出111．24mJ的1064nm激光，电光效率为1．16%，输出稳定度达±1．85%。结果表明，该腔型对热致退偏有很好的补偿作用。

对不同反射率和注入电流下885nm LD高重频侧面泵浦Nd∶YAG全固态激光器的输出特性进行了实验研究，实验表明1064nm激光脉冲输出能量随注入电流的增加而增大，泵浦频率越高，脉冲输出能量增长越慢。以脉冲侧面泵浦Nd∶YAG，在重复频率为60Hz、80Hz，注入电流为130A时，得到了输出透镜的最佳反射率都为73%，输出脉冲能量分别为62．1mJ，47．9mJ，光－光效率分别为13．2%、10．2%。

阐述了激光诱导击穿技术的基本原理，研究了激光诱导击穿光谱技术在探测等离子体温度方面的应用，并进行了实验研究。在等离子体达到局部热平衡时，通过探测Cu的等离子体特征谱线相对强度的方法，达到用激光诱导击穿光谱技术探测等离子体温度的目的。实验结果表明，该方法方便、快捷，具有一定的实际应用价值。