大功率高光束质量半导体激光器在激光加工、激光通信、科学研究等方面有着广泛的应用，提高半导体激光器的功率和光束质量一直都是国际的研究前沿和学科热点。合束技术是提高半导体激光器输出功率最简单有效的方法。非相干合束技术提高输出功率往往以损失空间、偏振或光谱特性为代价，在对光束特性要求不高的场合应用较为成熟。相干合束技术在提高半导体激光器输出功率的同时还能提高光束质量、压窄频谱宽度，是高亮度窄线宽半导体激光技术发展的重要方向。本文简述了相干合束技术的原理及要求，从锁相技术出发，综述了半导体激光器相干合束技术近年来的发展现状，总结了主动锁相和被动锁相的优缺点，主动锁相技术采用主振荡放大结构通过相位负反馈技术实现锁相，在合束单元数量上具有优势，能获得大功率相干输出，但结构较为复杂。被动锁相技术结构简单，一般通过外腔的衍射效应或者共腔技术实现单元间的相位锁定，具备自组织锁相特点，但不易获得高功率输出。最后对半导体激光器相干合束技术的未来发展进行了展望。

随着蓝光半导体激光器的发展和应用范围的拓宽，利用合束技术来获得高亮度的蓝光光源已经成为研究的热点。为了获取高亮度的蓝光输出，本文应用光学设计软件进行模拟仿真，将48只波长为450 nm、输出功率为3.5 W的单管半导体激光器通过快慢轴准直和空间合束，聚焦耦合进105 μm/0.22NA的光纤中，可获得功率为144.7 W、亮度为11 MW/(cm2?str)的蓝光输出，耦合效率为93.78%，整体系统的光-光转换效率为86.13%。

针对矩形阵列光束与光纤耦合的角度填充系数低,以及未能充分利用光纤数值孔径的缺点,提出密堆积阵列光束的光纤耦合方式以最大化角度填充系数,从而提升光纤耦合的输出亮度。基于该排布方式设计无像差平行平板缩束装置,相比于望远镜缩束系统,该装置可保持光束发散角不变,消除阵列光束之间的暗区,改善组合光束的光束质量。仿真结果表明,该装置可将14支功率为1.5 W绿光单管耦合进数值孔径为0.15和芯径为105 μm的光纤中,获得93.75%的光纤耦合效率,输出功率为19.13 W,对应亮度为3.125 MW·cm ^-2·Sr ^-1,系统的总光-光传输效率达91.10%。

摘要：本文报道了分别采用腔外倍频腔外和频技术以及腔内倍频腔内和频技术实现高功率紫外脉冲355 nm激光输出。采用腔外倍频腔外和频结构,在泵浦功率26 W,重复频率49 kHz时,获得了平均功率3.8 W的355 nm紫外脉冲激光输出,从泵浦光到紫外光的光-光转化效率14.6％,光束质量为M2x=1.44,M2y=1.13,可在250 h内连续不间断稳定激光输出。采用腔内倍频腔内和频结构,在泵浦功率20.9 W,重复频率42 kHz时,获得了平均功率3.2 W的355 nm脉冲激光输出,光-光转化效率15.3％,光束质量为M2x=1.10,M2y=1.13,连续不间断稳定激光输出时间超过1 500 h。

光谱技术在生物和医学检测方面具有积极的应用前景。 由于血液成分的复杂性和类同性, 有关不同动物血液光谱识别分类的技术研究尚未出现较为完善的结论。 基于机器学习理论, 以BP神经网络为工具, 建立了对不同动物血液荧光光谱进行特征提取和识别分类的方法。实验采用Cary Eclipse光谱仪分别采集了鸽、 鸡、 鼠、 羊四种动物不同浓度(1%和3%)的全血与红细胞荧光光谱数据(每个类型样本各50组数据); 基于移动平滑算法对原始数据进行了平滑处理, 以减少实验仪器噪声对特征提取和识别分类的影响; 进一步根据血液光谱数据的特性, 该文出了“组合放大”的特征提取方法, 并建立了BP神经网络分类器进行训练和识别。 相比于常用的光谱数据(单一)特征, 提出的“组合放大”特征和所设计的BP神经网络能对不同动物、 不同类型(全血与红细胞)、 不同浓度(1%和3%)的血液荧光光谱实现100%的准确分类, 同时神经网络测试误差均远小于设定的允许误差值。 研究的动物血液光谱特征提取及识别技术具有较好的普适性和可靠性, 在农业、 食品检查、 以及生物医学检测等方面均可发挥重要作用。

提出了一种新结构全光纤激光器。采用振荡-放大一体化结构，有效抑制了反射激光对光纤激光器稳定性的影响，实现了高效率、高功率和高光束质量的输出。实验搭建了光纤激光器系统，实现了大于2 kW的输出，抽运光和输出光之间的转换效率为81.6%，光束质量M2因子优于1.4。采用高反射金属材料验证了该激光器的抗反射性能，激光器在满功率输出下，能够长时间稳定工作。

高功率光纤激光系统在工业、**等领域有着重要的应用。如何提高单纤激光系统的输出功率一直是研究的热点。目前，受激光二极管（LD）抽运光源亮度和光纤材料水平的限制，尚未见利用单端注入976 nm直接抽运的单纤系统或者国产光纤系统实现10 kW级功率输出的报道。