对于沸点相近并且分子自由程相差不大的物质,常规分离方法难以实现有效的分离,激光分离有效地弥补了常规分离方法的不足。用脉冲CO2激光器和连续CO2激光器对大豆卵磷脂混合物进行了激光分离实验,用高效液相色谱对激光辐照前后的样品进行了分析。经192.31 W/cm2的脉冲CO2激光辐照,卵磷脂的质量分数相对提高了26.7%,经2.28 W/cm2的连续CO2激光辐照,卵磷脂的质量分数相对提高了25.74%。结果表明,利用不同物质吸收激光的选择性,可用激光分离液体混合物。脉冲CO2激光分离的效果比连续CO2激光分离的效果好。

从激光与物质相互作用理论出发, 对脉冲激光作用单晶硅的热特性进行分析。建立一套实验装置, 所用激光光源的波长为1 064 nm,脉宽为10 ns, 重复频率为1 Hz。得到单晶硅的等离子体谱及热辐射谱, 在单晶硅的光电性质基础上对其热表面损伤进行理论分析。提取380~460 nm波段的单晶硅等离子体光谱, 分析了谱图中SiⅠ390.52 nm, SiⅡ385.51 nm,SiⅡ413.12 nm三条谱线的相对强度与激光输出功率密度的对应关系。

强激光与固体靶物质相互作用产生的等离子体膨胀对靶有强烈的反冲作用，这就是激光等离子体推进的基本思想。固体靶获得冲量大小的测量在研究冲量传递效率过程中有重要作用。采用一种悬摆法和光电测速法相结合的测量方法对激光等离子体膨胀时靶摆动的周期、角速度进行了实验测量，结合测试装置的几何结构和流体力学理论得到了有空气阻力影响下靶的摆动方程，并将实验测量的靶摆动周期与由摆动方程计算的结果进行了比较，两者之间的相对误差小于0.5%，即这一摆动方程能较精确地描述靶的摆动过程，采用此摆动方程和实验测量的靶摆动角速度求得了靶的冲量。理论和实验研究结果表明该测试方法具有结构简单、操作方便、测量精确度高等特点。

根据激光吸收区等离子体组分与激光功率密度的关系判定激光支持爆轰波(LSDW)的点燃阈值。在激光靶冲量耦合实验的基础上, 用悬摆动力学方程计算了激光支持爆轰波对铝靶冲量和冲量耦合系数; 继而由靶冲量与激光吸收区膨胀介质(等离子体和气体)比热比的Jouguet条件, 以及由二维流体动力学数值模拟获得的激光靶冲量随时间的变化过程, 得到了激光吸收区介质的比热比随激光功率密度的变化情况, 由此可得激光吸收区介质比热比随激光功率密度的增大而减少的结论; 根据等离子体和气体比热比的差异定量分析了不同激光功率密度条件下激光吸收区气体和等离子体的构成。由等离子体含量随激光功率密度的变化关系得到了激光支持爆轰波的点燃阈值在(1.62±0.01)×108～(2.10±0.07)×108 W/cm2间的结果。

研究了激光与物质相互作用中激光输出不稳定性对材料中温度场分布的影响以及减少这种影响的途径。 首次在激光热传导方程中引入噪声项, 推导了噪声影响下该激光热传导方程的解。 研究发现, 温度场的分布受噪声的影响, 材料表面温度的涨落较大, 而材料的深处涨落较小; 温度场的涨落还和激光加热的过程有关, 随激光加热时间的增长, 温度场的涨落增大。 此外, 材料的热传导系数、 热扩散率和发射率均对温度场的涨落有影响。 文中还提出了减小激光输出不稳定性影响的几条途径。