设计了研究纳米尺度磁微粒簇运动的双扫描干涉激光散斑实验。采用干涉条纹作为散斑运动的标度测量了磁流体中磁微粒的运动, 避免了用传统数字散斑相干方法计算量大、精度依赖亚像素搜索算法的缺点; 利用位相延迟扫描补偿横向扫描附加位相带来的干涉条纹变动, 提高了动态散斑测量的空间分辨能力。对尺度为30~100 nm的磁微粒簇运动进行了实验分析, 结果表明, 受磁流体磁场变化的非线性、微粒间的碰撞和聚集等复杂因素的影响, 磁微粒簇是以湍流,非匀速方式运动的,其运动的平均速度为6.93 mm/s。另外, 该方法可通过改变条纹间距方便地调节精度以满足不同的测量要求。

为了有效地测量有机薄膜的双光子吸收截面，针对较薄有机薄膜（约60 μm）和有限激发光源功率，提出了基于非线性透过率测量法的皮秒激光脉冲激发等效多层膜非线性透过率法来实现双光子吸收截面的测量。首先在PC材料基板上旋涂偶氮染料薄膜，将带有偶氮薄膜的PC基板剪切成小块（20 mm× 20 mm），并将5块叠加起来作为测量样品，然后采用LD泵浦的Nd∶YVO4皮秒锁模激光器（脉冲宽度为20 ps、重复频率为56.8 MHz、输出波长为1 064 nm）激发样品。 在实验中，通过测量样品的非线性透过率，拟合偶氮样品的透过率曲线，最终得到了双光子吸收截面（634.2 GM）。与其他测量方法相比，此方法简单、有效。

利用旋涂法制取了掺杂型非线性光学聚喹啉材料的高分子材料薄膜，并用平板电场极化法对NLO聚喹啉材料的高分子材料薄膜进行了极化。然后，利用锁相放大器测量并给出了该高分子材料的线性电光系数(r33)衰减曲线，唯象地引入双指数衰减模型的常数项，并据此模型得到了新的拟合曲线。提出了永久线性电光系数r33(∞)系数和稳定性比ζ的参数描述及其物理依据。完成了1 300 nm和1 550 nm波长快速老化模型测量实验，分析了实验观察到的电光(EO)系数随时间衰减的现象及变化规律。利用此实验直接测量极化聚合物薄膜的电光系数，对于二阶聚合物的筛选和波导器件的制作具有指导意义。

报道了一个低阈值宽调谐、被动调Q、单谐振掺MgO的周期性极化铌酸锂晶体(PPMgLN)光学参量振荡器。利用被动调Q的Nd:YVO₄激光器作为泵浦源,采用外腔结构,在室温下,实现了PPMgLN晶体的准相位匹配光学参量振荡。光参量振荡的阈值仅为0.27 W(单脉冲能量4.5 μJ、脉宽35 ns);在泵浦光为135 W(脉冲能量8.2 μJ、脉宽35 ns),PPMgLN周期为31 μm时,获得了161.9 mW,3.202 μm脉冲激光输出;同时获得了98.5 mW的1.594 μm信号光输出,总的光-光转化效率达到19.3%。通过改变晶体的周期,实现了闲频光3.13~4.19 μm,信号光1.43~1.65 μm的宽带可调谐激光输出。

为了实现转镜的高转速、连续可调以及高度稳定性,对转镜Q开关的高速电机及其驱动控制系统进行了设计。采用AVR单片机、栅极驱动集成模块和IGBT设计了控制高速电机的变频驱动系统。实验结果表明:所设计的高速电机转速<60.8 kr/min时,驱动系统可平稳转动且无抖动现象,而且还能实现转镜Q开关的快速关断。将设计的棱镜转镜Q开关应用于二极管泵浦固态激光器(DPSSL)中,在转速为43 kr/min时,实现了具有14 kHz高重复频率大功率快速关断能力的Q开关技术,获得了小于百纳秒的脉宽输出,是目前转镜技术得到的最佳结果。

针对所设计的棱镜Q 开关，首次把棱镜的折射率考虑在内，将折射率对棱镜转镜Q 开关光学加速作用的影响进行了详细的推导计算与分析。计算结果表明：考虑折射率影响后，相对于平面镜而言，棱镜旋转速度会等效减小，说明折射率低的棱镜比折射率高的棱镜具有更明显的光学加速作用，即棱镜折射率对光学加速作用有一定负作用。因此，在选择光学加速装置时，除了要从反射损失小、易于加工等角度考虑外，还需将棱镜折射率因素考虑在内，以期获得最佳光学加速作用。

在激光二极管抽运固体激光器(DPSSL)中设计一种由无刷电机驱动, 采用棱镜作为旋转反射镜的转镜Q开关。设计了20只棱镜的转盘, 获得重复频率14.3 kHz的激光脉冲, 实现了千赫兹高重复频率大功率关断能力的Q开关技术。在逐步提高转镜转速来缩短Q开关时间的实验中, 激光脉冲序列相应递减, 当棱镜转镜转速为4.3×104 r/min时, 获得脉宽89 ns, 重复频率14.3 kHz的1064 nm高重复频率脉冲输出。当输入功率为795 W时, 获得平均功率100 W脉冲输出, 电-光转换效率为12.5%, 峰值功率达到78.3 kW。实验结果说明, 棱镜转镜Q开关是实现全固态激光器千赫兹Q脉冲输出的可行技术途径之一。