在国内首次报道了氧气传感专用760 nm单模、波长可调谐的垂直腔面发射激光器（Vertical Cavity Surface-Emitting Laser，VCSEL），详细报道了760 nm VCSEL设计方法与器件制备结果。通过分析AlGaAs量子阱的增益特性，确定了量子阱组分及厚度参数，并设计了室温下增益峰与腔模失配为10 nm的VCSEL激光器结构，完成了VCSEL结构的器件制备。VCSEL激光器在工作温度25 °C时单模功率超过2 mW，此时边模抑制比为28.1 dB，发散角全角为18.6°。随着工作电流增加，VCSEL激光器的发散角随之增加，然而激光远场光斑仍然为高斯形貌的圆形对称光斑。通过调节VCSEL激光器的工作温度与工作电流，实现了VCSEL单模激光波长从758.740 nm至764.200 nm的近线性连续调谐，VCSEL工作在15 ~ 35 °C时激光波长的电流调谐系数由1.120 nm/mA变至1.192 nm/mA；温度调谐系数由0.072 nm/°C变至0.077 nm/°C。在两个氧气特征吸收波长附近，VCSEL激光的边模抑制比分别达到了32.6 dB与30.4 dB。

宽条形半导体激光器广泛应用于激光泵浦、激光加工等领域。针对宽条型半导体激光器输出光谱宽、调谐范围小的问题，采用衍射效率分别为28%和55%的反射式衍射光栅作为反馈元件构建了宽条形970 nm波长光栅外腔半导体激光器。研究了Littrow结构激光器参数对其性能（调谐范围、功率、阈值电流、线宽）的影响。实验结果表明，通过结构优化可得到窄线宽可调谐激光输出，适当地提高温度和使用较高衍射效率的光栅可增加激光器调谐范围，并且较高衍射效率的光栅可降低激光器的阈值电流。基于S偏振入射方式的光栅外腔激光器最大可实现27.87 nm的波长调谐范围，光谱线宽压窄至0.2 nm，输出功率可达1.11 W。

提出了一种基于绝缘层上硅波导的全刻蚀布拉格光栅滤波器。该器件可通过对顶部硅的一步刻蚀来实现，其特性使布拉格波长的调谐更加灵敏和有效。仿真研究结果表明，其一阶和三阶光栅的周期对波长调谐系数分别为33 nm/nm和11 nm/nm，光栅刻槽折射率对波长的调谐系数为1 nm/0.006。将光栅脊与刻槽的小折射率差与高阶光栅相结合，可以实现1 550 nm波段更窄带宽的全刻蚀光栅滤波器。

报道了一种基于非线性放大环形镜的“8”字形腔波长可调谐锁模掺镱光纤激光器。当泵浦功率为240 mW时，光纤激光器输出中心波长在1 064.1 nm处的耗散孤子，其光谱3 dB带宽为7.7 nm，重复频率为18.8 MHz，输出光信噪比高达71.2 dB，脉冲宽度为867 fs。分别通过调节偏振控制器和泵浦功率实现了锁模光纤激光器在1 032.8~1 065.1 nm以及1 037.4~1 041.9 nm内调谐输出。探究了不同锁模状态下的光谱与脉冲特性，获得了时间带宽积接近傅里叶变换极限的高斯型脉冲。该光纤激光器结构简单，易于调谐，稳定性好，可为实现波长调谐、耗散孤子锁模提供技术参考。

为具备尽量宽的波长调谐范围，可调谐Fabry-Perot滤波器（TFPF）作为分光器件应用于高光谱遥感时其腔长必须很小。不同于传统Fabry-Perot干涉仪，当TFPF的腔长与谐振波长相当时，其反射镜上的反射相移不可忽略。本文基于传输矩阵方法，在宽光谱范围内对介质反射镜的反射相移和TFPF的滤波特性进行了数值计算。结果显示，考虑反射相移后TFPF表现出更高的光谱分辨率，并且波长调谐范围被压缩。研究成果对面向高光谱遥感应用的TFPF的结构设计和波长校准具有指导意义。