1.7 μm激光处于眼安全波段并位于许多重要气体分子的指纹吸收峰，在生物医疗、气体传感等领域具有重要应用价值。而涡旋光束作为一种新兴的结构光场，其具有环形光强分布和螺旋相位波前，并携带轨道角动量，在光通信、微粒操控等领域应用广泛。因此发展1.7 μm高能涡旋激光器具有重要的研究价值和应用前景。但传统稀土离子掺杂光纤或晶体的发射谱，或难以覆盖该波段，或在该波段激光增益较小，且涡旋光产生主要基于空间光结构，导致1.7 μm波段涡旋光激光系统复杂、集成度低，难以实现高功率输出。本文利用螺旋长周期光纤光栅作为涡旋模式转换器，在基于受激拉曼散射效应的1.7 μm波段光纤随机激光半开放腔中实现了全光纤结构的高功率涡旋激光输出，最大输出功率为2.09 W，中心波长为1690 nm。得益于涡旋光纤随机激光器的全光纤结构，该装置具有良好的时域稳定性，短时时域波动低至2.8%。该研究结果不仅为实现兼具高功率输出和良好时域稳定性的紧凑型1.7 μm波段涡旋激光器提供有效方案，还能进一步拓展其在激光医疗、气体检测、光镊和生物成像等领域的应用。

研制了以InGaAlAs多量子阱为有源材料的InP基1.3 μm波段高速直接调制分布反馈（DFB）激光器，单片集成了与DFB激光器区具有相同量子阱材料的分布式布拉格反射器（DBR）反馈区。室温下DFB有源区长度为200 μm时器件的3 dB小信号直接调制带宽大于29 GHz。在速率为25 Gbit/s的非归零（NRZ）码数据调制下，光信号经10 km长的单模光纤传输后获得10^-10误码率的功率代价在室温及80 ℃下均小于1 dB。激光器的有源区长度较大，有利于提高发光效率并且有助于减小电流热效应的不利影响。所研制的高速直接调制激光器是大容量短距光纤通信系统的理想光源，具有广阔的应用前景。

2 μm波段激光用途广泛，既可以应用于激光雷达、激光测距和医疗手术等领域，又可以作为中长波红外波段激光器的泵浦源。采用激光二极管直接泵浦掺铥晶体获得2 μm波段激光，是一种直接高效的技术手段，受到了广泛关注。本文介绍了Tm∶YAG、Tm∶YAP和Tm∶YLF脉冲激光器的研究进展，并进行了总结与展望。

1.7 μm波段有许多分子吸收线, 位于活体组织的透明窗口中。该波段激光源在材料加工、中红外激光产生、气体检测、医疗手术和生物成像等领域有着重要的应用, 受到国内外研究者的重视, 并取得了一些研究成果。总结了国内外1.7 μm波段激光器的研究进展及相关应用, 介绍了长春理工大学在该领域的工作。尽管现有的研究和应用仍面临着一系列问题, 但随着相关技术的不断提高, 1.7 μm波段高性能光纤激光器必将得到快速的发展。

2 μm波段属于人眼波段, 并且具有大气通信窗口, 对该波段的研究是未来光通信系统亟待开发的领域。软玻璃材料相比于石英玻璃, 具有更宽的透光范围, 并且可扩展到中红外波段, 以配合2 μm波段光通信系统。设计了一种多芯空芯光子带隙光纤, 针对不同模式的模场面积、限制损耗和弯曲损耗等特性进行仿真分析。综合分析给出了2 μm波段单个和多个模式激光传输的最优波长。

设计并演示了一种2 μm波段高信噪比混合复合谐振腔型单纵模（SLM）掺铥光纤激光器（TDFL）。混合复合谐振腔由基于3个均匀光纤布拉格光栅（FBG）和2个光纤耦合器（OC）的非对称线形复合四腔和基于另外2个OC的双OC环形腔组成。基于游标原理，非对称线形复合四腔可以实现激光SLM选择。双OC环形腔作为窄带滤波器，进一步确保激光器长时间SLM稳定运行。采用放大的1567 nm激光泵浦掺铥光纤，当泵浦功率为2.80 W时，激光输出中心波长为2049.160 nm，输出功率为15.47 mW，光信噪比高达75.65 dB，200 min测量时间内波长和功率波动分别小于0.005 nm和0.85 dB，10 min测量时间内激光可以保持稳定的SLM运行，激光器的阈值泵浦功率和斜率效率分别为1.75 W和1.43 %。提出的TDFL在自由空间光通信、激光雷达、光学传感等领域具有潜在的应用价值。

1.7 μm波段光纤激光器在生物成像、气体探测、材料加工以及中红外激光产生等领域具有重要的应用价值，近年来受到了国内外的广泛关注。本文对1.7 μm波段光纤激光器的研究进展进行了详细综述，全面讨论了不同技术方案的特点，包括最近报道的基于空芯光纤的气体拉曼激光技术。结合应用需求，简要展望了1.7 μm波段光纤激光器的发展趋势。

为了探索二维材料作为被动调Q激光器的可饱和吸收体的更多可能性，利用预研磨液相剥离法(LPE)制备出锑烯纳米片，并借助拉曼光谱、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、UV-Vis-NIR分光光度计对样品的物相组成、微观结构及吸收性能进行表征。将锑烯纳米片作为可饱和吸收体首次在1.3 μm发射波长的Nd∶GYAP全固态激光器实现被动调Q，其最短脉冲宽度为589 ns，重复频率为424 kHz，峰值功率为1.14 W，平均输出功率为284 mW，最大单脉冲能量为669.43 nJ。实验证明了锑烯纳米片具有在近红外区域作为全固态调Q激光器的可饱和吸收体的潜力。