已知不同的激光参数组合可在不锈钢表面产生同种颜色，为探究参数和颜色之间的确定性关系，选用波长为1064 nm、最大输出功率为20 W的主控振荡器功率放大器（MOPA）光纤激光器进行实验研究，通过分光光度计对彩色样品的色彩、可见光谱进行采集分析，利用扫描电子显微镜对彩色样品的氧化膜厚度和表面形貌进行测量。结果表明，激光扫描速度、激光重复频率和激光功率按比例同时改变，可在不锈钢表面产生极其相似的色彩和氧化膜。该研究对激光彩色打标的实际应用具有较大的指导意义。

采用了6 kW光纤激光器, 开展了车身三层搭接钢结构激光飞行焊工艺研究, 阐明了离焦量、焊接速度、焊接功率等主要工艺参数对焊缝熔宽、熔深、结合层宽度及典型缺陷等的影响规律, 建立了三层搭接板激光飞行焊接工艺窗口, 获得了成形良好的焊接接头。在此基础上, 进一步对接头抗拉性能进行分析并与电阻点焊焊接接头的性能进行对比。结果表明, 对于车身三层搭接钢结构, 激光飞行焊接头的最大拉力值达到12.64 kN, 是电阻点焊接头最大拉力值的1.98~2.47倍, 具有显著优势。

超疏水表面因具有滑移减阻、防腐蚀、防摩擦等良好的性能, 获得广泛的关注。激光刻蚀超疏水表面具有可控、简单、稳定、环保等优点, 有望实现工业化生产。首先梳理了超疏水表面的理论模型与影响因素, 概述了国内外激光刻蚀超疏水表面的方法, 讨论了飞秒、皮秒和纳秒激光制备超疏水表面的优缺点,最后提出了激光刻蚀超疏水表面技术的展望。今后的研究应该坚持以降低生产成本、减少工艺步骤、提高生产效率、绿色节能环保等为基础, 着重提高表面微结构的稳定性与持久性。超疏水表面将朝着多功能化与智能化的方向发展。

为了准确测量中红外高能激光系统的远场功率密度时空分布等参数, 分析了室温光导型碲镉汞(HgCdTe)探测器在环境温度变化和光热效应情况下存在的探测器光敏元温升等热问题, 并分别给出了应对措施。从HgCdTe的电学参数经验公式和光导型探测器工作原理出发, 分析了暗电阻和响应率与光敏元工作温度的相关性。建立了计入接触热阻和自然对流效应的光导型HgCdTe探测器热分析模型, 并对模型进行了实验验证。分析了光敏元与环境温度间的热平衡时间特性, 提出了连续激光测量中的环境温度校正模型。讨论了激光辐照下探测器的动态响应特性, 给出了激光加热探测器光敏元导致的附加光热信号的修正方法, 该方法在典型应用条件下可将测量系统的单通道测量不确定度降低2%以上。目前, 所述方法均已成功应用于多套远场激光光斑定量测量系统。

针对发射90°×2°线状红外激光光束的新型激光引信光学发射机的特点，对发射机光学组件测试技术进行了研究，研制了新型激光引信光学发射机测试系统.提出了一种基于双线阵CCD扫描成像的测量方法，采取双线阵CCD放在Z1和Z2两个相隔角度Φ的位置同时扫描近场和远场光束分布，通过光束分析软件实现了各视野方向相对强度分布、发散角、俯仰角以及光功率等参量的全自动测试.测试结果表明：各参量测量值在合格范围内，测量准确度为1'，重复准确度≤5%.实际运行表明该系统重复性好、可靠性高、自动化程度高.

研究了一种利用材料反射特性对激光功率密度实现有效衰减的方法。利用经典的Phong混合反射模型，对材料表面的反射特性进行了理论分析，给出了在连续激光辐照的情况下，辐射度、观测角和功率之间的函数关系。选取了材料Phong混合反射模型的参数，利用TracePro软件数值模拟得到了该激光功率密度衰减结构的透射光场三维空间分布及透射率与测试点距离的关系曲线，并与实测结果进行了比较，具有较好的吻合度。研究结果表明，该衰减结构可以有效实现激光功率密度衰减，并可用作激光参数定量测量的一种有效衰减方法。

针对声光调Q YAG脉冲激光修整青铜结合剂金刚石砂轮，运用ANSYS有限元软件建立了三维脉冲激光烧蚀金刚石磨粒的数学模型和传热模型，得到了激光烧蚀金刚石磨粒后的温度分布。利用所建立的模型可获得不同激光参数下的变质层厚度，并通过实验对该模型进行了验证。针对脉冲激光修锐与整形的两个不同方面，从实验和数值模拟两方面研究脉冲激光参数对变质层厚度的影响规律，得到在修锐时脉宽与激光功率对变质层厚度影响程度相差不大，而在整形时脉宽则起到了绝对的主导作用；经过多脉冲激光烧蚀后变质层厚度有所减小；只有在砂轮修锐时石墨变质层厚度随脉宽的增加而减少。

为了研究157nm 激光工艺参量对刻蚀性能的影响，采用157nm 深紫外激光对两种宽禁带材料(石英玻璃和蓝宝石)进行微刻蚀试验，得到了理想的工艺参量范围，蓝宝石的刻蚀速率大约是石英玻璃的一半，并且蓝宝石的刻蚀表面要比石英玻璃粗糙得多。随着刻蚀深度的增加，光解生成物的脱出变得困难，从而导致刻蚀速率的降低。选用较高的扫描速率和较低脉冲频率的组合进行激光扫描刻蚀能有效地降低刻蚀面的粗糙度。结果表明，对非金属材料的刻蚀，激光的能量密度在材料刻蚀阈值的2.5倍～4倍时能获得较好的刻蚀效果。

研制了适用于激光器的电感储能发生器(GIES)，并研究了它在高压混合气体中的放电和激光参数。研究表明，电感储能发生器可产生高压预脉冲并引起放电电流的突然增大，可在不同的混合气体中形成长时间的稳定放电，从而方便地控制和优化每一种气体混合物的预脉冲参数。在未知IES击穿电压和首次放电幅度下的参数时，电流尖峰会按因子1.5~2减少，从而产生纯激光参数。得到了氮气激光器的最大的辐射功率，输出能量和脉冲持续时间，在脉冲持续时间为40 ns时，紫外输出高达50 mJ，红外输出高于25 mJ，实现了氮分子激光跃迁的级联激射。因此C3Пu-B3Пg带总的脉冲持续时间延长至100 ns。在XeCl，XeF和KrF受激准分子激光器中，脉冲宽度和输出能量都得到了改善。XeF激光器的最大效率达到了1.6%，同时峰值输出能量达到了0.85 J，最大脉冲持续时间超过了200 ns。在248 nm波长处，效率3.3%的KrF激光器产生的160 ns脉冲能量高达650 mJ，最终得到了效率为7.7%~10%的非链式HF(DF)激光器。演示了基于CO2分子高峰值功率的有效运行，结果表明，激光器在10 600 nm处的输出能量为6.2 J，转换效率高达25%。

为解决目前各激光器检测仪功能单一、检测精度低等问题，研制了一种新型智能激光器参数检测系统。该系统采用现代控制技术和微机软件，且配有特定结构的分光束光学系统，能同时实现辐射器光轴平行性、光束性能参数(包括光束发散能量、脉宽、编码精度)、光轴稳定性测试和系统整体性能测试。通过引入红外自准直仪使系统的角分辨率达到了2″，借助示波器捕获窄达100ps的激光脉冲，高精度、大动态范围的激光能量计可精确测量出激光的能量。