为了研究飞秒激光光束质量因子M2基于高斯光束的传播特性和能量密度分布, 在对飞秒激光光束质量因子进行理论研究的基础上,进行了相应的数据计算, 给出了飞秒激光脉冲照射屏幕表面时所形成的环形光斑宽度的测量方法, 设计了一套由飞秒激光器、透镜、介电材料玻璃屏幕所组成的实验平台;将该方法与刀口法和CCD法测量值进行了对照,并用刀口法、CCD法确认了飞秒激光束腰在不同位置时的激光光束质量因子取值范围。结果表明, 光束质量因子M2在x和y方向上的测量值分别为2.04,1.24。该实验结果与理论分析基本一致, 比刀口法和CCD法结构简单, 所得结论数据可靠、执行方便, 对精密测量有一定的参考价值。

制备了具有低红暴优势的850 nm大功率高亮度锥形半导体激光器, 获得了近衍射极限的激光输出。当连续输出功率为200 mW时, 光束质量因子M2仅为1.7, 亮度高达16.3 MW·cm-2·sr-1; 当功率提高到1 W时, M2因子和亮度仍分别达到2.8和9.9 MW·cm-2·sr-1。此外, 研究了锥形激光器的功率、光谱、远场分布等特性, 并分析了不同脊形波导长度对锥形激光器自聚焦现象的影响。

采用时域有限差分法（FDTD），在微米量级下，模拟了微纳光纤对于光束质量的改善情况。实验中所使用的微纳光纤是采用火焰熔融拉锥法，将单模光纤熔融拉锥制成的，并采用CCD测量光束质量因子M2，对比测量了光束通过普通单模光纤和熔锥微纳光纤的光束质量。实验结果显示，与普通单模光纤相比，熔锥微纳光纤可以改善光束质量。实验与FDTD模拟计算得到的结果相一致。

在研究了激光光束质量因子M2理论及测量技术[1]基础上，作者提出一种新的用干涉测量光束质量因子M2的理论、技术与方法。文中概述了该技术的理论基础、实验结果及误差分析。结果表明，该方法具有精度高，适用性强，测量简便等优点，有可能进一步仪器化并推广应用。