为了实现可见光波段多路不同波长激光的周期性闭环校正，设计了一种具有光束指向和位置偏差独立监测与调节的激光合束系统。首先，根据系统的应用需求，提出了合束系统的设计指标与整体合束方案。然后，在合束方案的基础上，建立了合束系统的光束控制模型，并通过数值仿真得到了合束系统光束控制的解算方法。闭环合束系统通过光束指向和位置监测装置分别实现合束激光指向偏差与位置偏差的独立监测，并根据监测结果进行光束调节装置控制量的解算；进而通过两维摆镜和一维平移台分别实现光束指向和位置偏差的独立高效调节。最后，采用两路不同波长的激光束，配合光束监测与调节装置，搭建了闭环合束模拟实验平台，对周期性闭环合束系统的合束效果进行了验证。实验结果表明：在长时间的工作过程中，两路激光均实现了与基准光路的精密合束，合束指向精度优于±7 μrad，位置精度优于±0.84 mm。本研究所组建的激光合束系统不仅具有合束精度高、校正速度快、光路扩展性强的优势，而且可实现激光束的周期性闭环校正，能够有效保证合束激光的长期工作稳定性。

为了研究线性散焦宇称-时间对称双通道波导中分数阶衍射饱和非线性下孤子的模式以及孤子的传输与控制，通过改进的平方算子迭代法对含有线性势的分数阶饱和非线性薛定谔方程进行数值计算得到孤子模式，傅里叶配置法判断孤子线性稳定性，并利用分步傅里叶法模拟仿真孤子的传输。研究结果表明：在散焦饱和非线性中，该宇称-时间对称波导可支持稳定的双峰灰孤子模式。随着饱和非线性系数和传播常数绝对值的增大，双峰灰孤子的背景强度增大，灰度值减小，功率增大。Lévy指数、增益/损耗系数和饱和非线性系数的增加会导致孤子的横向能流密度变化增大，但在波导通道位置处接近于0。在聚焦饱和非线性下，线性散焦宇称-时间对称波导对亮孤子光束具有控制作用。当光束在波导中心输入，孤子以呼吸子的形式长距离传输；在非波导中心输入，光束以初始输入位置为边界振荡传输。随着饱和非线性系数的增大，光束的振荡频率增加，光束宽度变宽，峰值强度减小。宇称-时间对称波导势阱深度的增加会导致光束的振荡频率增加，峰值强度增加。该研究结果可为宇称-时间对称波导对光束的控制提供一定的理论参考。

为解决光寻址液晶光阀在高功率密度光束控制领域的应用限制，介绍一种可用于高功率密度激光系统的光寻址液晶光阀，该光阀开关比不低于140∶1，可在高于2300 W/cm²的连续激光系统中正常工作。同时，所研制的光阀可在高重频吉瓦（GW）级功率密度的fs脉冲激光系统中正常工作，在该系统最大功率密度激光作用下，光阀未见明显温度变化，该脉冲激光系统最大平均功率密度超过300 W/cm²。

提出了基于激光脉冲波形精密调控和能量稳定性控制的双回路同步闭环设计方法，进而在任意波形发生器与预放大系统输出处建立脉冲波形闭环控制系统，在保偏大模场光纤放大器和再生放大器间建立能量稳定性闭环系统。依托大口径高通量实验平台，实现了激光脉冲波形的快速高稳定精密调控，脉冲波形闭环精度优于2%（RMS），脉冲能量稳定性优于5%（PV）。该技术成功应用到物理实验正式发射中，常规整形脉冲波形的功率准确度优于2%，相关结果有力支撑了ICF激光驱动器激光参数精密调控设计。