研究了窄间隔脉冲串同步泵浦条件下，基于KGd（WO₄）₂（KGW）晶体的反斯托克斯光的产生。采用KGW晶体作为拉曼晶体，脉冲串皮秒激光器作为泵浦源，波长为1064 nm，脉冲重复频率为1 kHz。采用平平腔、平凸腔、凹凸腔三种结构分别作为同步拉曼腔，分别研究了三种腔结构下产生反斯托克斯光的阈值。实验证明，同步拉曼腔采用平凸腔、凹凸腔结构时，产生了阈值低于二阶斯托克斯光的反一阶斯托克斯光的低阈值输出和高阶反斯托克斯光输出，其中平凸腔结构下高阶反斯托克斯光的阈值更低。

为了获得多种类型聚焦光斑的分布，基于Richards-Wolf矢量衍射积分理论，分析了偏振转换和叠加对空心光束(HLB)聚焦光场的影响。理论上研究了空心光束(HLB)偏振态转换对应关系，利用数值模拟得到同阶空心光束叠加后在数值孔径不同时的四种偏振态空心光束(HLB)的聚焦光斑大小和形状的变化。其中圆偏振空心光束和垂直线偏振空心光束随着聚焦透镜数值孔径的加大，中空特性不发生变化，只是聚焦光斑大小发生变化; 水平线偏振空心光束和径向偏振空心光束随着数值孔径的加大，中空特性消失。此外，提出了矢量偏振空心光束转换为标量偏振空心光束的方法，实现了空心光束偏振态的转换并得到功率补偿，获得平均功率2.2 W激光输出，有望拓展在激光加工等领域的应用。

可调谐半导体激光器在调谐过程中的瞬时光谱特性, 如瞬时的波长、 调谐率、 功率、 线型和线宽等参数影响着以激光器为光源的光学测量和光相干通信系统的精度。 然而, 能够同时测量这些瞬变参数的技术至今未见报道。 提出了一个基于时频分析的测量半导体激光器在调谐过程中瞬时光谱参数的方法, 利用一个短时延外差测量系统, 利用激光器瞬时光谱参数与差拍信号瞬时参数的关系, 最终获得了半导体激光器在连续电流调谐过程中的瞬时光谱。 测量系统采用了10 cm光程差的Mach-Zehnder干涉仪, 调谐电流是幅度为20~120 mA、 频率是1 kHz的锯齿波, 差拍信号可视为直流信号、 载波信号与噪声的叠加, 按照短时延相干光测量原理, 差拍信号中的直流分量幅度的大小反映了激光器输出光信号的功率; 载波信号是一种多项式相位信号, 由其频率可以推算激光器输出光谱的中心频率或波长; 噪声信号则与激光器输出光谱的线型和线宽相关, 通过对噪声信号进行时频分析, 可以获知激光器在连续电流调谐过程中每一时刻或每个电流下的瞬时线型、 线宽。 采用了趋势局部均值分解方法对差拍信号进行了准确分离, 并对分离信号分别进行处理, 同时获知了半导体激光器在调谐过程中的瞬时输出光功率、 光波长、 调谐率及线型、 线宽。 在去掉弛豫部分后截取的整周期差拍信号对应的调谐电流60~115 mA变化范围内, 半导体激光器(FRL15DDR0A31-18950, Furukawa)瞬时输出光功率变化范围是5.16~10.6 mW, 瞬时光波长变化范围为1 579.2~1 579.6 nm; 激光器的瞬时调谐率在0.004 8~0.011 5 nm·mA-1范围内单调变化; 线宽是852.55~954.95 kHz, 呈非线性随机分布。 基于短时延、 局部均值分解和时频分析方法的瞬时光谱参数测量系统可以准确得到各瞬时光谱参数, 测量结果与激光器的静特性相符, 且测量系统结构简单, 使我们更深入地理解激光器的工作原理, 具有广阔的应用前景。