提出了一种基于相位共轭及交叉相位共轭反馈半导体激光器的耦合非线性动力学系统,分析了频率失谐及频率增强原理,研究了4个相位共轭反馈技术方案并进行两激光器混沌增频。研究结果表明,当利用相位共轭反馈对单个激光器进行混沌增频时,增频效果显著增强到原来的4倍;当利用相位共轭双反馈对两耦合激光器同时进行混沌增频时,增频效果达到原来的5倍以上,且谱线明显展宽;当利用相位共轭交叉反馈对激光器进行混沌增频时,激光器混沌振荡频率可被显著增加到原来的4.4倍;当利用相位共轭双交叉反馈对两个激光器同时进行混沌增频时,两激光器混沌振荡频率同时显著增加到原来的4倍或6倍,频谱明显展宽。此外,还提出了一种利用相位共轭双交叉反向反馈增加激光器混沌振荡频率的方法,研究结果表明:随着反馈量的增加,两激光器混沌振荡频率增加,最大可增加到原来的4.2倍或5.9倍,且频谱显著展宽。

报道了利用周期极化铌酸锂晶体外腔谐振增强倍频技术获得波长分别为1560 nm 和780 nm 双色量子关联光场。由于该量子关联系统的激光波长分别位于量子态传输波段与原子存储波段，可应用于研究实用化量子信息处理系统。在利用谐振倍频获得10 mW 倍频光输出、倍频效率达45%的基础上，实测1560 nm 基频光与780 nm 倍频光的量子关联为1.2 dB。

采用自制的795 nm 连续单频可调谐钛宝石激光器抽运周期极化磷酸氧钛钾(PPKTP)晶体，通过外腔谐振倍频技术获得了功率为103 mW，倍频转换效率为39.6%、光束质量因子M2<1.43 的397.5 nm 紫光输出；与角度匹配的三硼酸铋(BIBO)晶体内腔倍频情况相比，紫光与光学参量放大器(OPA)的模式匹配效率由76%提高到了99%以上。同时，在平衡零拍探测系统中，通过在本底光光路中插入与OPA 腔型相同的模式清洁器，使得本底光与信号光的空间模式完全相同，从而将两束光的干涉效率提高到了99%以上，提高了平衡零拍系统的探测效率。通过对自制的795 nm 和397.5 nm 单频激光系统的优化设计，使该光源满足了小型化795 nm 连续变量压缩源样机研制的要求。

利用1.56 μm连续单频光纤激光器抽运周期极化铌酸锂晶体，通过外腔谐振增强倍频技术获得了低噪声连续单频780 nm激光。为了实现高效率倍频，理论设计了倍频腔的最佳腔镜透射率、腔长以及腔模体积等以实现谐振倍频过程中的模式匹配和阻抗匹配。在此基础上，实验获得了输出功率达1 W的连续单频780 nm激光，倍频效率达84.8%。进一步利用高精细度模式清洁器降低激光的强度噪声，实验获得了输出功率达700 mW、强度噪声在分析频率4 MHz处达到散粒噪声基准的低噪声连续单频780 nm激光。该系统的激光波长分别位于量子态传输波段与原子存储波段，可用于研究实用化量子信息处理系统。