分布反馈式(DFB)半导体激光器具有优良的稳定性和单模性, 广泛应用于激光器抽运和光通信等领域。光栅作为DFB激光器的关键部件, 对激光器性能有重要的影响。针对976 nm波段设计制备了DFB激光器的光栅。基于耦合模理论优化设计光栅的结构参数, 采用激光干涉光刻和反应耦合等离子体(ICP)刻蚀技术制备光栅。通过引入表面镀膜SiO2的方法提高了光栅图形由光刻胶向衬底转移的保真度, 显著地改善了光栅的图形质量。探究了曝光时间、ICP刻蚀时间对光栅表面形貌的影响。实验结果表明, 所制备的光栅条纹分布均匀, 有较好的表面形貌, 满足预期设计目标。

设计并合成能用于识别铜离子的荧光探针N′-(喹啉-2-亚甲基)-7-二乙胺基-3-甲酰肼-香豆素(FKBA), 通过质谱、 红外光谱、 元素分析、 1H NMR、 13C NMR等方法对该荧光探针FKBA进行表征; 采用荧光光谱法和紫外-可见光谱法对FKBA与金属离子的相互作用进行了研究。 结果表明FKBA对Cu2+有良好的选择性和灵敏度。 向含有FKBA的溶液中加入Cu2+, 其吸收峰发生红移, 且强度增大。 而向该溶液中, 加入Al3+, Ag+, Ba2+, Cd2+, Ca2+, Co3+, Fe3+, Cr3+, Hg2+, Mg2+, K+, Mn2+, Ni2+, Na+, Zn2+和Pb2+等其他16种金属离子时, FKBA的紫外吸收仅发生细微的变化。 FKBA作为化学传感器对Cu2+的选择性是通过与一系列与环保和生物功能相关的金属离子相互作用得到验证。 FKBA中加入Cu2+时, FKBA的荧光强度明显猝灭, 其他16种金属离子对FKBA的荧光强度几乎没有影响。 不同的金属离子分别与Cu2+共存时FKBA的荧光光谱猝灭程度相同, 说明FKBA具有良好的抗干扰能力。 向FKBA中加入EDTA, FKBA的荧光强度得到恢复。 FKBA中加入Cu2+, 溶液颜色变成棕色, 加入EDTA后又恢复到初始颜色。 说明FKBA的荧光减弱不是Cu2+催化FKBA分解而是FKBA与Cu2+络合。 在酸性环境中, FKBA的希夫碱结构不稳定, 部分FKBA分解成其他的荧光物质。 据IUPAC(cDL=3Sb/m)测得检测限为0.13 μmol·L-1。 对实际样品中的Cu2+浓度进行分析, 表明FKBA可作为荧光传感器用于实际样品的Cu2+检测。

近年来, 水平腔面发射半导体激光器具有高功率、高光束质量及易封装集成等优良性能, 已成为激光器领域的研究热点。本文详细阐述了几种水平腔面发射半导体激光器的结构设计、工作原理以及激光输出特性, 并对该激光器国内外最新研究进展与发展现状进行了总结和论述。在此基础上, 对该激光器的研究方向和发展趋势进行了分析与展望。目前, 水平腔面发射半导体激光器的激光输出功率可达瓦级, 美国Alfalight公司引入曲线形光栅的单一发射器输出功率可达73 W。随着应用领域的不断拓展, 中远红外波段水平腔面发射激光器将成为未来的研究焦点。

设计了一种具有波长和偏振模式选择特性的GaAs材料的亚波长抗反射光栅，工作波长为976 nm。采用等效介质理论与薄膜理论对光栅进行初步设计，基于严格耦合波法依次对光栅占空比、脊高和周期进行优化确定，同时分析了各个参数对光栅透射率的影响。所设计的抗反射光栅分别具有99.99%（横电模）和99.86%（横磁模）的高透射率，并且在976 nm± 30 nm的范围内保持99%以上的高透射率，满足器件应用要求。最后研究了工艺误差导致的光栅非矩形形貌对光栅透射率以及偏振优势模式的影响。

2 μm 波段激光在医疗、环境监测、激光雷达、遥感探测、测距领域具有十分广阔的应用，近年来成为中红外光源研究的热点。Tm，Ho:YAlO3晶体具有较好的机械和热性能，能实现多种2 μm 波段激光连续及脉冲输出。对国内外2 μm 波段Tm，Ho:YAlO3激光器的研究进展进行了归纳与总结，包括Tm/Ho 单掺YAlO3激光连续及脉冲振荡技术手段，Tm，Ho:YAlO3激光连续及脉冲振荡技术手段，高功率Tm，Ho:YAlO3激光器研究的最新进展等。技术手段涉及主动调Q、被动调Q、Tm 激光抽运Ho 激光等，并对Tm，Ho:YAlO3激光器的进一步发展及应用给予了展望。

设计并研究了高功率和高效率2044 nm c 轴切割Tm,Ho:YAP 连续激光器。利用中心波长为794.75 nm 激光二极管双端面抽运c 轴切割Tm,Ho:YAP 晶体，晶体尺寸为4 mm×4 mm×7 mm，其中Tm3+和Ho3+掺杂原子数分数分别为5%和0.3%，晶体采用液氮制冷。激光晶体的两个端面均镀有792~796 nm 和1900~2100 nm 的高透膜。c 轴切割Tm,Ho:YAP 激光器的谐振腔由一个平凹镜和一个平镜构成平凹腔，谐振腔的物理腔长为150mm。通过改变激光二极管的温度变换抽运波长，实验获得了10.5 W 的连续输出功率和37.4%的光光转换效率。