考虑自发与压电极化引起的内建电场, 自由电子-空穴气屏蔽效应和外加电场, 基于常微分数值计算, 自洽求解电子与空穴的薛定谔方程和泊松方程以获得基态能级。以典型的GaN/AlxGa1-xN纤锌矿氮化物应变量子阱为例, 通过数值求解, 得到电子与空穴的本征基态能和相应本征波函数。计算结果表明：沿量子阱生长方向所施加的外加电场将抵消阱中内建电场的作用, 阱结构的弯曲程度略显平缓, 使电子(空穴)本征波函数逆(顺)着外电场方向移动, 且均向阱中心移动, 波峰峰值增加, 隧穿几率减小;在固定外电场情况下, 电子与空穴基态能级随阱宽的增加而减小, 随掺杂组分的增加而增加, 表明外加电场对内建电场有所削弱以及量子限制作用对电子(空穴)基态能有显著的影响

为了研究非线性增益饱和效应对自锁模激光器超短脉冲输出的影响，采用Liapunov线性稳定性分析方法对描述自锁模激光输出的微分方程组进行了分析，得到了锁模定态存在的条件并讨论了各定态的稳定性。结果表明，当增益饱和能量小于一个特定值时，自锁模激光振荡器会同时存在两个锁模定态，其中能量较小的一个是稳定的，而且随着增益饱和能量的增大，此稳定自锁模态的能量增大、脉宽变窄，它应该是自锁模激光振荡器实际工作的状态。

为进一步提高BFEL的小信号增益和确定激光能量等性能参数,用定态和非定态程序对BFEL激光的能量进行了计算和分析.计算结果表明:采取适当措施,将电子束的发射度由50 πmm·mrad降低到30 πmm·mrad,电子束宏脉冲宽度由5.0 μs增加到6.5 μs,激光传输效率由40%增加到80%,BFEL的小信号增益将由16%增大到28%,输出激光的能量也将提高近一个量级.

根据有色关联的乘法色噪声和加法色噪声驱动的一般系统的近似福克-普朗克议程,得出有色关联的泵色噪声和色量子噪声的单模激光三次方模型的光场幅定态几率分布.分析了噪声的互关联、关联时间τ以及净增益系数α0对场幅定态几分布的影响,以及不同噪声关联时间下乘性噪声强度对方差的影响.发现了若干新颖现象.

从色散型介质中三次激光模型出发,通过泛函导数,应用小τ近似计算两维色噪声,得到激光场定态强度分布,研究了定态强度分布的极值点随抽运参量和强度噪声相关时间的变化情况.应用平移1/N展开方法,得到激光场瞬态解,即本征值随抽运参量的变化情况.研究结果表明,抽运参量和噪声相关时间是激光系统出现一级相变类比的关键因素,相位噪声相关时间对强度谱分布中的线宽影响较大.

提出了具有非相干抽运的开放的ladder型无粒子数反转激光(LWI)系统模型,给出了定态线性解析解,研究了探测场和驱动场失谐的变化对无粒子数反转激光增益、色散和粒子数差的影响.结果发现,开放的ladder型系统的无粒子数反转激光增益远大于相应的封闭系统;其增益、色散和粒子数差的变化规律与开放的Λ型及简单三能级无粒子数反转激光系统有很大不同.

推导了带能散度的波导自由电子激光高、低两共振频率支的非定态增益解析公式,给出了近似显式公式,与数值模拟结果符合很好。从所得增益脉冲分布.估算了克服呆滞效应所需腔长失谐值,在时空框架内解释了自锁模机制。

具体给出了含可饱和吸收体的单模驻波激光系统的哈密顿(Hamiltonian)量和序参量运动方程,并对序参量的定态解做了线性稳定性分析。结果表明,驻波系统在阈值附近的定态行为(非平衡相变行为、双稳行为、临界点附近的指数行为等)与行波系统定性类似,但具体细节有异。特别不同于行波的是,驻波情形下三个定态解中的I_分支有可能实现。