为了模拟复杂条件下的激光威胁源, 设计了一种基于多波长多编码合束输出的新型激光产生装置, 用于检测相应的激光告警设备。采用3路波长分别为650 nm、808 nm和905 nm的激光, 以STC8H单片机为核心构成编码模块, 输出调制后的编码激光, 通过二向分色镜将3路激光光束合成一束出射,进行了理论分析和实验验证。结果表明, 合束的脉冲激光能量最高达到2.45 mJ, 光束直径为6 mm, 频率调制精度达到0.5 Hz, 占空比调制精度达到0.1%; 该装置能够实现携带不同编码信息的、不同波长的激光合束出射。该研究为激光告警设备提供了一种新的检测装置, 对检测手段的改进有一定的参考意义。

二向色镜及偏振分光棱镜作为常用的光学器件，近年来在大气探测偏振激光雷达中得到了广泛使用。但两种光学元件性能上的非理想特性与安装时存在的偏振误差夹角等问题在一定程度上会对大气探测后向散射光的退偏比造成影响。针对偏振激光雷达标定中通常只考虑偏振分光棱镜影响的问题，通过仿真模拟分别分析了二向色镜、偏振分光棱镜以及二者级联下对大气中气溶胶的退偏比影响，并给出了误差分析。以532 nm和1064 nm两种波长下的沙尘粒子与卷云的后向散射光作为输入进行模拟计算，结果显示，常用的长波通二向色镜对模拟输入光源在1064 nm透射通道下有7.111%的退偏比变化，在532 nm反射通道下有3.012%的退偏比变化。对偏振分光棱镜而言，输入为532 nm及1064 nm处探测的沙尘粒子退偏比会分别产生21.333%和27.3%的相对误差变化，532 nm处探测的卷云退偏比会产生14.2%的相对误差变化。两种光学元件在存在偏振误差夹角时均会带来额外的退偏比误差增量，在两种光学元件级联条件下，对模拟光源的退偏比也表现出累加性的误差增大。

开展了基于二向色镜的三路高功率激光组束实验研究，将中心波长分别为1059、1075、1090 nm的4 kW近单模光纤激光器进行组束，实现了11.34 kW的激光输出，组束效率超过95%。随着输出功率的提升，二向色镜温升越来越高，光束质量相较于子光束呈现逐步退化的趋势，当满功率时，组束激光在两个方向的光束质量分别为M²x=2.941和M²y=3.183。分析了影响组束效率和光束质量的原因，并对二向色镜基底厚度对光束质量的影响规律进行了实验研究，为进一步优化组束激光的光束质量提供重要参考。

使用Al2O3∶C作为灵敏物质的辐射探测器具有体积小、灵敏度高、可在线远程退火等优点。精确测量Al2O3∶C的光释光荧光光谱不仅有助于理解Al2O3∶C的能级分布和发光机理, 还可用于指导荧光收集和测量系统设计。采用直接测量法和分光测量法测量了Al2O3∶C的光释光荧光光谱, 两种方法得到的光谱基本一致, 具有峰值波长为～414nm, 半高宽为～62nm的单峰形状, 且长波长侧衰减较缓慢。峰值波长为414nm（对应能量为3.0eV）的宽带光释光荧光对应于Al2O3∶C材料中F色心由3P激发态退激到1S基态所发射的荧光。设计的分光光谱测量系统可完全消除高强度反射激发光的影响, 也可用于其他光释光材料的荧光光谱测量。

相比常规的二向色镜激光合束，采用窄线宽半导体激光结合薄膜二向色镜进行的密集光谱合束，通道数量显著增多，可以实现高功率、高亮度的半导体激光输出。理论分析了薄膜二向色镜入射角度与中心波长、透过率之间的关系，结果表明：随着入射中心波长增大，入射角度逐渐变小，同时薄膜二向色镜的透射谱随之发生改变。对中心波长为969 nm、976 nm、981 nm的3束半导体激光开展了密集光谱合束实验，实现了输出功率为311.9 W、合束效率为95.88%、亮度为58.42 MW/(cm²·sr)、子束光谱间隔最大为7 nm的合束激光输出，合束激光相比子束的光束质量退化率不大于1.06倍。

磁光材料是现代光通信产业中不可或缺的关键功能材料。为了实现光通信器件的小型化，高质量磁光薄膜材料受到关注。软铋矿型Bi25FeO40具有高对称性的立方晶体结构，单位体积所含铋离子浓度高，理论上应具有较强的磁光效应，但却因为磁性偏弱、制备困难等缺点而限制了其应用。本文采用射频磁控溅射法，在掺钇二氧化锆(YSZ)基底上沉积获得具有立方相软铋矿型结构的Bi26-x-yMxNyO40 (M, N=Fe, Co, Gd)磁光薄膜，并对其形貌、磁性、透过率、磁圆二色信号等进行表征。结果表明，薄膜均较为平整，厚度约为190 nm，在近红外区的透过率约为60%~70%。薄膜的磁性随着掺杂离子含量的提高逐渐增强。Bi13.6Gd2.7Co4.0Fe5.7O40/YSZ薄膜具有强磁光效应，在716 nm处的磁圆二色光谱信号高达到1 710 deg/cm，有望应用于集成光隔离器等光通信器件中。