提出了一种基于双缺陷一维光子晶体的非线性激光限幅方法。研究了光子晶体透射谱中心波长随双缺陷层折射率变化的规律,设计了适用于532 nm与1064 nm波长的非线性光子晶体激光限幅结构,实现了弱光的高透射和强光的高阻断效果。所设计的激光限幅结构为(AB)₆CAC(AB)₆双缺陷一维光子晶体,适用于532 nm的光子晶体结构中的三种介质A、B和C分别为金刚石、SrF₂和CS3-68玻璃,对弱光的透过率为86.4%,对强光的透过率为0.02%;适用于1064 nm的光子晶体结构中的三种介质A、B和C分别为金刚石、CeF₃和CdTe,对弱光的透过率为79.8%,对强光的透过率为0.3%。

复杂空间结构矢量光场是当前光场调控领域的重要研究内容。作为一类基于椭圆坐标系的本征激光场,Ince-Gaussian(IG)光场比Laguerre-Gaussian和Hermite-Gaussian两类本征光场具有更丰富的空间自由度,是构建复杂空间结构矢量光场的基本光场之一。基于正交偏振IG偶模和奇模的空间叠加理论,通过空间光调制器分离调控偶模和奇模光场,系统地研究了不同阶数下正交偏振IG模式叠加生成的不同空间结构的IG矢量光场。对获取的矢量光场进行分析,并与理论模拟的结果进行对比,验证了并联分离调控产生IG矢量光场的可行性。

研究内全反射型光子晶体光纤(TIR-PCF)的结构参数对光纤布里渊增益、布里渊峰的个数以及相对峰值强度等布里渊增益谱(BGS)特性的影响。分析全反射型光子晶体光纤中的声光耦合效应,利用有限元分析方法,求解光纤中的光场和声场分布及其对应的BGS,探究空气孔层数、孔间距和孔直径等PCF参数对BGS的影响,获得布里渊增益和声学模式个数随孔间距和孔直径变化的规律。提出一种空气孔直径由内到外逐渐变大的、具有类似渐变折射率分布的新型光子晶体光纤结构。设计峰值强度差为8 dB的双峰BGS的光子晶体光纤,可将其用于基于布里渊拍频谱(BBS)的光纤传感系统中,使传感系统的信噪比提升2.5倍。

计算双包层形状对光纤吸收效率的影响,常用的方法有二维射线法、三维射线法、光纤光学波动耦合理论等。介绍了一种基于Zemax软件计算其吸收效率的三维方法,通过编写ZPL宏计算了圆形、偏心形、矩形、D形、八角形等常规内包层形状对光纤吸收效率的影响,并将分析结果与二维射线法所得结果进行比较,数据表明：本文的计算结果和二维射线法的计算结果类似,各种内包层形状光纤的吸收效率趋势是一样的。它的优点在于本文给出的是吸收效率和光纤长度的关系,更形象直观,而二维射线法给出的是吸收效率和反射次数的关系；在Zemax中可以设置光线的临界角,而二维射线法是假设光线从内包层里任意一点随机发射的,它没有考虑到光线在内包层中发生全反射的条件,本文的计算结果更准确一些；在Zemax里可以构建各种内包层形状,它的非序列光线追迹速度很快,以矩形内包层光纤为例,在同样的条件下利用Zemax用时373 s,利用二维射线法用时1 732 s,所以基于Zemax分析双包层光纤吸收效率的方法计算速度更快。最后用这种方法研究了上海光机所楼祺洪研究员提出的一种新型双包层光纤的吸收效率。

对Nd: YAG固体激光器倍频、三倍频激光输出在空气和水浴环境下刻蚀Si片进行了研究,分析了刻蚀速率和样品表面形貌,得出了在355 nm刻蚀波长下,水浴环境中,刻蚀速率最快,刻槽宽度最小,小于10 μm的实验结论,为工业应用提供参考.

介绍了近几年迅速发展的一种新型激光介质——透明Nd∶YAG多晶陶瓷的发展状况,对比分析了多晶陶瓷与单晶的光谱特性、激光特性和连续实验研究情况。并对钛宝石激光器调谐至808 nm,端面抽运Nd∶YAG陶瓷被动调Q全固态激光器的脉冲运转进行了较为详细的理论分析和实验研究。采用初始透射率为90%的Cr4+∶YAG可饱和吸收晶体,被动调Q的阈值功率为119 mW,当端面抽运功率为465 mW时,获得波长为1064 nm,脉宽为16 ns,重复频率为18.18 kHz,单脉冲能量为3.4 μJ,平均输出功率为61 mW的稳定调Q激光输出。采用不同初始透射率的Cr4+∶YAG晶体进行了实验和对比分析。

为了研究Nd∶YAG多晶透明陶瓷作为激光增益介质的可能性,测量了掺杂原子数分数为1%的Nd∶YAG多晶透明陶瓷的吸收光谱、荧光光谱、荧光寿命等光学参量,并和Nd∶YAG单晶进行了比较.测量结果表明,Nd∶YAG多晶透明陶瓷作为激光增益介质具有极大的潜力.

用带尾纤输出的激光二极管作为抽运源,采用端面抽运10% Yb3+∶Y2O3多晶透明陶瓷的方式获得了连续激光输出。抽运阈值功率为5.6 W,当陶瓷介质吸收的抽运功率为31.11 W时,Yb3+∶Y2O3多晶透明陶瓷获得了最大连续激光输出功率5.48W,光光转换效率为17.6%,斜率效率为25%。同时在激光实验过程中,没有发现饱和现象,因此采用更高功率的激光二极管作为抽运源,陶瓷的激光输出功率会得到进一步提高。这一研究成果表明,多晶透明陶瓷是一种非常有潜力的激光增益介质。

综述了多晶透明陶瓷的研究现状,着重讨论了M:YAG多晶陶瓷作为激光棒的可行性以及优势所在.

由于横向抽运的DPSSL输出光束在两个垂直方向上有不同的发散角，把一对平行放置的柱透镜置于谐振腔内，形成一种可以改善激光器输出光束质量的新型谐振腔。利用ABCD传输矩阵理论及等效G参数法计算了稳腔范围。从实验上测得横向上光束质量为M2x=1.231，而对于简单的平凹腔M2x=2.672，Т蟠蟾纳屏DPSSL在横向上的光束质量因子。