采用多级串联的主振荡放大技术，将SESAM锁模的种子光通过多级串联端泵Nd∶YVO₄晶体放大，产生平均功率为148.7 W、重复频率500 kHz~4 MHz、脉冲宽度8 ps的1 064 nm基频光，同时开展了LBO晶体高效率二倍频的研究。通过优化相位匹配，实现了平均功率为95 W的532 nm皮秒激光输出，光-光转换效率达65%，光束质量因子M_X²=1.27/M_Y²=1.42，6 h功率抖动均方根低于0.8%。该绿光皮秒激光系统具有平均功率高、转换效率高、光束质量好、稳定性高、重频可调等优点，可以被作为皮秒激光加工系统的光源，被应用于科学研究和工业加工领域。

本工作首次在新型Nd∶Gd_0.1Y_0.9AlO₃（Nd∶GYAP）晶体上实现了540 nm倍频绿光激光器。Nd∶GYAP晶体产生在1 μm波段的基频激光中心波长为1 079.4 nm，在此基础上利用LBO晶体产生的倍频绿色激光的中心波长为539.4 nm，阈值为46 mW，最大输出功率为65 mW。这一激光系统产生的约为540 nm的绿色激光相较于传统Nd离子掺杂的晶体1 064 nm激光倍频而来的532 nm绿色激光，可以有效地避开Nd³⁺位于530 nm附近的吸收峰。因此，具有更长波长、发射峰位于约540 nm处的绿色激光器可以使激光输出更有效，并扩展绿色激光器的应用。

详细调研了近年来基于光纤激光倍频的高功率绿光光源的研究进展，绿光激光功率从百瓦到千瓦，光束质量近衍射极限，而且输出功率有望进一步提升。采用光纤激光倍频技术得到高功率绿光光源的技术路线大致分为两条：一条是用高功率单子束光纤激光器作为基频光源，然后级联单程非临界相位匹配LBO晶体作为倍频；另一条是用多子束光纤激光器作为基频光源，然后合成与倍频分别实现，或者合成与倍频一体实现。对比两条技术路线，前者相对后者简单，后者具有更高输出功率的潜力，但是倍频晶体的弱吸收是两条技术路线共同面临的问题。

实现空天地海立体化光信息传输的技术瓶颈就是需要解决气海-海气跨介质动态海面条件下激光上下行传输问题。文中主要利用海水环境下蓝绿激光作为载波，提出了蓝绿激光通过气海动态跨介质海面的下行传输数值研究方法。详细讨论了近海面大气海雾、海面风速和海水中的粒子分布对蓝绿激光下行传输散射特性的影响。数值计算了不同风速下蓝绿激光透过率随透射角的变化以及不同近海面大气海雾能见度、不同叶绿素浓度、不同气泡浓度等条件下蓝绿激光下行传输的透过率。结果表明：蓝绿激光在海水中传输时，气泡对激光衰减的影响随着风速的增加而增加，随着传输深度的增加而减小；随着近海面大气中海雾能见度的增大，蓝绿激光通过大气海面和海水的透过率逐渐增大，随着传输距离的增加，叶绿素的影响逐渐增大，蓝绿激光的透过率减小。文中工作对气海-海气蓝绿激光跨介质上下行无线光传输和通信提供理论和技术支撑。

报道了一种808 nm激光二极管端面泵浦Nd：YAG激光晶体/腔内倍频的波长可调、低噪声全固态黄绿激光器。基于L型折叠谐振腔结构的优化设计，不但使谐振腔对热焦距具有动态热不灵敏性，而且补偿了折叠型结构和凹面反射镜引起的光束像散。基于布儒斯特片的布儒斯特角调节，实现对Nd：YAG晶体受激辐射产生的1 112.62 nm、1 116.70 nm和1 123.24 nm三条谱线的选频和单一波长基频光腔内振荡；调节单一波长基频光的p偏振方向与双折射单晶玻璃光轴之间的夹角，通过压缩纵模个数，实现对该波长基频光的滤波。在此基础上，通过Ⅰ类角度相位匹配LBO晶体腔内倍频，分别获得了556.31 nm、558.35 nm和561.62 nm三个波长可调、高稳定性、低噪声的黄绿激光输出，对应最大连续输出功率分别达到了678 mW、653 mW和606 mW，光光转换效率分别为8.47%、8.16%和7.58%。在输出功率均为500 mW时，功率不稳定度分别为±0.42%、±0.38%和±0.49%，对应激光噪声分别为0.69%、0.51%和0.96%。

激光在水下的传输很大程度上会受到海水中悬浮颗粒物的影响, 而目前对于海洋中悬浮颗粒物光散射的理论研究大多是针对单一成分的悬浮粒子而进行的, 但是在真实海洋中悬浮颗粒物都是以多种成分混合的颗粒群形式而存在的, 因此研究真实海洋中混合悬浮颗粒物对蓝绿激光的散射特性具有重要意义。 该研究选取了对蓝绿激光传输产生较大影响的浮游藻类植物、 悬浮泥沙、 碎屑、 悬浮气泡和矿物质这五种常见的悬浮颗粒物作为研究对象, 充分考虑真实海况中这五种悬浮颗粒物的不同混合情况, 构建了海水中混合球形悬浮颗粒物对蓝绿激光的散射特性模型。 数值计算了海水中五种物质混合的球形悬浮颗粒物对532 nm蓝绿激光的统计平均光散射参量和平均散射相函数, 分析不同混合悬浮颗粒物的混合比对平均散射、 吸收和消光系数以及单次反照率随着粒子有效半径和粒子数浓度变化的影响, 同时分析了不同粒子尺寸下的不同混合比对混合悬浮颗粒物的平均散射相函数随着角度变化的影响。 数值结果表明, 当悬浮泥沙在整个混合模型中占比越大时, 平均散射系数越大, 而当悬浮藻类粒子在整个混合模型中占比增大时, 平均吸收系数增大, 由此可知海洋中对光造成主要影响的五种常见悬浮颗粒物中, 悬浮泥沙对光散射作用影响最大, 悬浮藻类粒子对光吸收作用影响最大。 随着悬浮颗粒物浓度的增大, 混合粒子的单次反照率保持不变, 由此可知混合悬浮颗粒物的平均光散射参量随着粒子浓度的增长速率是一致的。 海洋中混合悬浮颗粒物的平均散射相函数随着粒子的有效半径的增大而增大, 散射作用最大的混合比下的悬浮颗粒物其平均散射相函数最大, 悬浮颗粒物的前向散射较强。 该工作对蓝绿激光在海水中传输、 信道建模, 水下无线光通信的研究以及激光探测都具有重要的理论指导意义。