亚纳秒激光因其对光电器件的损伤优于纳秒激光和飞秒激光，而被广泛应用于光电对抗领域。然而，在常规水冷条件下实现输出数百赫兹焦耳级亚纳秒激光还面临较大的挑战。笔者课题组面向**重大需求，结合端面泵浦微片晶体百皮秒激光产生技术和多程多级板条激光放大技术，对板条激光器的放大性能进行大量的实验研究，并提出了温控双端泵浦技术，弥补双端泵浦结构的缺陷。实现板条激光器单脉冲能量952 mJ，重复频率500 Hz的激光输出，这将为光电对抗系统所需的高重频大能量激光提供优质光源。

分析了三传输线型脉冲压缩装置的原理，从提高功率增益和小型化角度，在脉冲压缩装置中设计了一种3起端并联绕线的内置型高阻螺旋线结构。建立电路仿真模型和三维结构电磁场仿真模型，分析了高阻螺旋线特征参数对功率增益的影响。根据优化后的结果研制出紧凑型高功率亚纳秒脉冲压缩装置，经测试，前级输入脉冲宽度8 ns，功率1 GW时，输出脉冲宽度1.5 ns，功率3.7 GW，功率增益3.7。经过30万次运行考核，装置内部无滑闪和击穿现象，验证了设计可靠性。

随着微波光子学的发展，新型光导微波技术利用高重频脉冲簇激光，入射到线性光导半导体器件中产生可调谐高功率电磁脉冲的方式受到广泛关注。SiC光导半导体开关（PCSS）具有高击穿场强，高饱和载流子速率，高抗辐射能力，高热传导率和高温工作稳定性等优点，是产生高重频、高功率、超短脉冲的重要固态电子器件。介绍了一种基于钒补偿半绝缘4H-SiC PCSS的MHz重复频率亚纳秒脉冲发生器。该发生器采用1 MHz，1030 nm可调谐光脉冲宽度的激光簇驱动源，4H-SiC PCSS的厚度为0.8 mm。整系统可得到最大输出电功率176 kW、最小半高宽约为365 ps的MHz重频短脉冲。

高脉冲能量和窄脉冲宽度的激光放大器可以应用在诸多领域，例如激光加工、激光医疗美容和激光雷达。种子源激光器与行波放大结构相结合的主振荡功率放大（MOPA）技术，既能保证输出的脉冲激光相关特性（如脉宽和重复频率等）与种子源特性一致，又能实现激光输出能量的放大。因此MOPA技术成为激光放大器工程应用中的主要技术。本课题针对医疗美容对亚纳秒级大能量激光放大器的需求，研制了一台基于亚纳秒微片固体激光器的激光放大器。首先，采用亚纳秒被动调Q微片固体激光器作为种子源。种子源激光器在重复频率为10 Hz，脉冲宽度为487.3 ps时输出能量为190 μJ的1064 nm种子光。然后，利用自制的两个氙灯泵浦Nd: YAG模块作为主放大器对亚纳秒激光脉冲能量进行放大，对放大过程自激振荡产生的能量实现了抑制，有效地提高了放大过程中的能量转换效率。最终，得到了波长1064 nm和532 nm可切换输出，在重复频率为10 Hz时，获得了脉冲宽度496.4 ps，脉冲能量561 mJ@1064 nm，330 mJ@532 nm，能量稳定性2%且光斑均匀的亚纳秒激光输出。

高功率全固态亚纳秒激光器具有体积小、成本低、线宽窄、峰值功率高等优势，在诸多领域具有重要的应用价值。为获得高功率亚纳秒激光输出，首先通过被动调Q激光器得到亚纳秒种子激光，然后利用LD侧泵模块，采用双模块双通放大的实验设计，在重复频率为1 kHz时，获得了平均功率达10 W，脉冲宽度816 ps，线宽39 pm，光束质量M²小于1.8的激光输出，放大器整体放大倍率达95倍以上。