研究了在－20～40 ℃环境温度下633 nm内腔式He-Ne激光管的自由运转特性，设计了激光器系统的预热和稳频控制方案，实现了633 nm内腔式He-Ne激光器的频率稳定。当室温约为24 ℃时，锁定后的热稳频激光器与高精度碘稳定激光器的拍频结果显示，3 h内频率的相对标准不确定度为u＝6.4×10^－9，阿伦方差为7.0×10^－11(采样时间τ＝1 s)，3个月内的频率复现性优于4.6×10^－9。研究了在－20～40 ℃范围内不同环境温度下锁定后输出激光的频率漂移规律，实验结果显示，稳频后激光输出频率随环境温度的漂移量约为293 kHz/℃，与采用压力估算模型计算得到的漂移值268 kHz/℃相一致。因此，当激光器工作在一个较大的温度范围内时，可以通过插值校准来获得更准确的参考输出频率。

拉曼散射分析通常使用多谱线He-Ne激光器作为光源。通过建立多谱线He-Ne激光器腔内棱镜组件的有限元模型, 并进行热变形分析, 得到了棱镜组件的热变形位移结果。讨论了在棱镜角度改变时多谱线He-Ne激光器输出谱线的变化情况, 通过实验进一步验证了仿真结果的准确性。结果表明: 多谱线He-Ne激光器长时间工作会使温度升高, 严重影响其腔内棱镜的偏转角度, 使得其输出谱线发生一定的漂移。当腔内温度继续升高到一定值时会导致激光器不出光, 此时, 应当采取散热装置或者温度控制措施。

为进一步研究涡旋光,推动涡旋光在通信和医学等方面的应用,需要产生稳定的各阶厄米-高斯(HG)光束。现通过对大数值孔径外腔式HeNe激光器进行结构微调,并采取自激励的方法直接产生各种高阶HG光束。此方法操作简单,激光模式稳定,同时利用MATLAB计算出对应的高阶HG光束模式的横向光强分布。实验结果和理论计算结果基本一致,该研究为今后气体激光器的模式控制和分析奠定了一定的实验基础,得到的高阶HG光束可以用于稳定涡旋光的产生。

本文通过评估 635/808双波长低强度激光照射对术后病人创口愈合的影响，以给临床应用提供病例参考。随机选取外科手术治疗的非恶性肿瘤患者 60例，试验组和对照组各 30例。试验组使用 635 nm/808 nm双波长激光辅助切口治疗，对照组以波长 635 nm的 He-Ne激光辅助治疗。激光器发出两路激光对受试者切口部位进行照射治疗，一路波长为 (635±5) nm，光功率密度 1~6.5 mW/cm2，另外一路波长为 (808±5) nm，光功率密度为 11~32 mW/cm2。激光照射治疗开始于手术结束 24 h之后，每天一次，每次照射 15 min，至治疗终点 (出院或切口愈合拆线)，双波长激光器最大功率密度控制在 40 mW/cm2以下(可调节)，最大能量密度在 36 J/cm2以下(可调节)。He-Ne激光器输出功率最大为 100 mW, 每天一次，每次照射 15 min，至治疗终点 (出院或切口愈合拆线 )。试验表明， 635/808双波长低照度照射能够促进创口愈合，治疗效果好于 He-Ne激光器。

基于外光反馈机制，利用He-Ne激光器(中心波长为632.8 nm)进行了混沌激光产生的理论及实验研究。在固定抽运电流和外腔长度的情况下，研究不同反馈系数对He-Ne激光器输出特性的影响。理论及实验结果表明：He-Ne激光器在单反馈下随着反馈系数的增大可通过周期态进入混沌。

He-Ne激光器采用内置法布里-珀罗(F-P)标准具的方法可以获得与633 nm 紧邻的629 nm谱线，这是用传统的镀膜方法无法实现的。分析了由于激光腔内的温度变化引起的629 nm谱线透射窗口的移动。为了得到稳定的629 nm波长输出，估算了F-P标准具的角度调节范围下限。提出了一种大角度范围的压电角度调节机构，应用于F-P标准具的角度调节。同时采用反馈控制算法实现了629 nm波长的稳定输出，稳定输出功率约80 μW。

为了克服一般绝对距离测量方法量程和精度不能同时满足的问题，提出一种相位激光测距与外差干涉相结合的绝对距离测量方案。该方案使用相位激光测距技术进行粗测，双纵模He-Ne激光器外差干涉测长技术进行精测，保证两者结合的单值性。建立测量系统，对方案的可行性进行了实验验证，并对影响系统稳定性的因素进行了分析。与双频激光干涉仪的比对结果表明：测量标准差优于1mm，可以满足一些大尺寸的测量精度要求。

本文讨论了利用激光频率分裂技术测量波片位相延迟的主要误差因素,并对其中激光器初始位相延迟和波片非对正引入的系统误差进行补偿。误差分析表明:系统对于多级波片的测量不确定度约为1.7′,对于零级波片为0.8′。然后针对系统性能进行实验评价,包括:比较波片沿激光轴线对正和倾斜时对测量结果的显著影响,以及测量波片通光面内不同点的位相延迟和波片光轴与其表面的夹角。根据实测结果,系统测量重复性和复现性优于0.02°,不确定度优于2′,即约λ/10⁴。

He-Ne激光器中633 nm波长的增益远大于该波段其它5条谱线的增益,而且由于模式竞争的影响,通常情况下增益较低的相邻弱线(如629 nm波长)很难出光。提出一种在He-Ne激光器中加入法布里珀罗(F-P)标准具来选择输出谱线的方法。通过选择适当的F-P标准具长度和反射率,可以达到抑制强线增益,使弱线振荡输出的目的。还采用高斯光束传输理论对谐振腔内F-P标准具的透射特性进行了仿真计算。

从三镜法布里-珀罗(F-P)腔出发,建立了非准直外腔三重回馈自混合干涉的理论模型,并进行了数值模拟和实验验证。分析了3种情况下影响自混合干涉光强调谐特性的因素:1)准直外腔二,三重回馈;2)非准直外腔二,三重回馈;3)外腔加入λ/4波片时的回馈。实验结果与理论分析相吻合。研究表明,该自混合干涉系统的分辨率达到λ/6;自混合干涉输出信号与腔反射镜的反射率、外腔的准直性以及腔内置入镜片有关;外腔中加入λ/4波片时的自混合干涉信号与非准直外腔自混合干涉信号类似;二,三重回馈自混合干涉信号携带了反射体位移方向信息,因而更易实现位移方向判断。