为了研究耦合式光电振荡器, 阐述了耦合式光电振荡器的模式选择理论, 给出了维持最佳锁模状态的相位匹配条件, 分析了影响射频信号相位噪声的因素,进行了基于保偏机制的耦合式光电振荡器的实验研究。采用分别调节光环形腔和光电微波振荡环路中的保偏可变光纤延迟线可改变腔长的方法, 获得了腔长与振荡频率的关系。同时, 采用鉴频法测量了不同条件下5GHz射频信号的相位噪声, 研究了影响射频信号相位噪声的因素。结果表明, 耦合式光电振荡器的振荡模式取决于光环形腔的腔长, 射频信号相位噪声受到光信号偏振态、相位匹配、环路长度等因素的影响。实验中获得了偏移频率10kHz处相位噪声达到-136dBc/Hz的5GHz射频信号, 是目前国内已知的相位噪声最低的耦合式光电振荡器。

从Fox-Li迭代法出发，用光学仿真软件GLAD实现了对平面环形腔的建模。利用此光学模型进行了腔镜倾斜对其本征模式影响的研究，给出了腔镜在两个方向不同倾斜角度下的谐振腔模式光强分布、光强峰值点位置及谐振腔损耗的变化。研究结果表明：腔镜倾斜使平面环形腔模式发生畸变，随着腔面倾斜加大，腔损耗增大，光强峰值点向镜边沿偏移，且腔镜在垂直于腔面方向上的倾斜对振荡模式的影响比腔镜在腔面内的倾斜对振荡模式的影响大。

介绍了采用频率偏移控制样品/探针间距的原子力光子扫描隧道组合显微镜(AF/PSTM)。制备了尖端直径＜100 nm，锥角为60～90°的锐利大锥角探针用于轻敲自激振荡模式的AF/PSTM，该探针固定在压电陶瓷片上置于一个正反馈回路中激励探针振荡。使用锁相器解调自激振荡探针的频率，调整Z方向压电陶瓷的运动使得锁相器检测到的值维持恒定来跟踪样品的起伏。对外加激励模式和自激振荡模式进行了对比。理论分析表明，自激振荡方法减小了探针响应时间；测试试验显示，采用自激振荡模式AF/PSTM的带宽为50 Hz，比外加振荡模式快一个数量级。采用改进后的仪器对光栅样品以1 Hz的速度进行了扫描，扫描结果显示，采用自激振荡的方式得到的形貌和光学图像比外加激励模式更清晰，不仅响应时间更快，通过提高Q值还可以提高分辨率而不会增加系统进入稳态的时间。

理论分析了激活介质热效应对端面泵浦固体激光器激光振荡模式分布的影响，并以光纤耦合半导体激光器端面泵浦Nd∶YAG激光器实验研究了激活介质热效应对激光振荡模式的影响。实验结果表明：由于热效应，基模的模体积随泵浦功率的增加而变大，基模在模式竞争中占优；在泵浦光轴线偏离几何腔轴时，基模光斑中心位置朝泵浦光轴线所在位置移动，偏离量与泵浦光轴线的偏离量近似成线性关系。利用实验结果指导腔调节，可使泵浦光轴线与几何腔轴精确重合，获得了椭圆率为0．98、M²因子为1．01的基模输出。

以激光二极管端面抽运固体激光器为研究对象,通过实验研究了离轴抽运条件下,离轴量的大小对Nd:YAG激光器的振荡光阈值、振荡模式、光束质量以及激光器的斜效率的影响,分析了在同一抽运位置改变LD电流时输出光位置及模式的变化情况.实验结果表明,当抽运光离轴量增大时,斜效率增大,但输出光依次出现从低阶模到高阶模的变化,激光器的振荡阈值升高,光束质量变差;在同一抽运位置增大LD电流时,输出光从高阶模向低阶模转化,光斑中心向此时的抽运中心轴靠拢.