针对带宽为 20 nm 左右、中心波长为 1 053 nm 的线性啁啾宽带激光,分析了采用光栅角色散方式宽带二倍频的原理,讨论了光栅角色散性能及光栅加工误差引入的基频光位相扰动对二倍频光转换效率及聚焦特性的影响.研究结果表明:采用光栅角色散方式的宽带二倍频光的转换效率、脉冲宽度和带宽均明显增大;在 0～22 nm 基频光带宽范围内,二倍频光均可保持80%左右的转换效率;对于入射基频光带宽为 22 nm 的情况,光栅角色散率在30～80 μrad/nm 范围内变化时,宽带二倍频转换效率均可保持在70%以上;基频光有位相扰动时,二倍频光带宽对二倍频聚焦光斑的主瓣影响不大,但对旁瓣有一定的匀滑作用,采用光栅角色散方式宽带二倍频的聚焦光斑旁瓣的匀滑效果更为明显.

描述了飞秒脉冲基频光、倍频光光束位相差对相干控制光电流注入的控制作用，提出一种控制基频光、倍频光在全光孔径干涉光场内的等相面保持一致的实验方案，制作了一套相位差稳定自动控制系统，并应用于光学相干控制光电流实验中，获得较好的实时控制结果．

采用瞬态受激旋转拉曼散射(SRRS)模型,详细考虑了激光脉冲的位相变化、时间波形、泵浦光的衰减、斯托克斯光的非线性放大以及初始的随机斯托克斯散射场等诸多因素,研究了空间位相畸变对空气中长程传输过程中产生的SRRS效应的影响.研究结果表明:位相畸变对阈值条件和时间特性影响较小,而对光束质量影响较为明显; 随着位相畸变的增大,光束的能量分布变得极不均匀,光束的光强对比度也明显变大,从而使激光光束质量变差,而且当传输距离达到阈值条件后,随着传输距离的增加,光束质量将进一步变差.

分别利用光强对比度和功率谱密度作为激光束的振幅调制和位相畸变的定量描述参量,研究了在高功率条件下,三次谐波转换过程对激光光束质量的影响,详细分析了基频光的光束质量与三倍频光光束质量的定量变化关系.

研究了KDP晶体Type Ⅰ/Type Ⅱ角度匹配的三倍频方案中,离散效应和基波位相畸变对三次谐波的影响.重点考虑了位相畸变所带来的在光束全口径上e光折射率以及相位失配等的变化,分析了功率密度分布为超高斯型且具有Zernike多项式表述的各阶像差的光束的三次谐波转换过程,得到了不同像差对三次谐波横向光功率密度分布的影响以及转换效率变化曲线.

用广义惠更斯-菲涅耳衍射积分对有振幅调制和位相畸变的高功率激光束通过有中心遮拦透镜的聚焦特性作了详细研究,并对焦面处光束的可聚焦性进行了讨论。数值计算结果表明,功率(能量)集中度与光阑的遮拦比、光束截断参数以及振幅调制和位要畸变参数等有关。

建立了从棒状放大器能量沉积分布研究其热畸变理论的计算机模拟程序.可以计算棒状放大器泵浦期间和泵浦结束之后冷却过程中激光棒内的温度分布、应力分布、折射率分布以及激光束的退偏量、平均光束发散角和位相畸变.用哈特曼网格法测量了氙灯泵浦对激光波面的影响以及放大器的冷却过程.测量结果与计算结果一致.

用广义惠更斯-菲涅耳衍射积分和统计光学方法对有振幅调制和位相畸变激光通过空间滤波器的传输特性作了详细研究.并对空间滤波器中滤波小孔最佳尺寸的选取条件进行了讨论.数值计算结果表明,最佳滤波小孔尺寸与系统菲涅耳数、光束截断参数以及光束的位相畸变参数等有关.

用广义惠更斯-菲涅耳衍射积分和统计光学方法对有振幅调制和位相畸变光束的聚焦特性作了详细研究,并对有位相畸变光束的光束质量M2因子作了分析。

首次在理论上研究了位相畸变激光束的谐波转换。从波动方程出发,应用空间频谱方法处理位相畸变光束的非线性耦合问题,建立了适用于位相畸变且空间光强不均匀光束的谐波转换的理论模型。