硅基微环谐振器由于其优异的光谱选择性、紧凑的占地面积和低功耗特性，被大量应用于光子集成领域。但是，由制造误差和硅基器件高热敏性引起的微环谐振波长偏移会导致工作状态不稳定，在实际应用中需要实现相应的波长锁定方案。提出了一种基于差分进化和数字微扰的微环波长锁定系统，以输出光功率为监测变量，在全局搜索阶段基于差分进化算法搜索最佳加热功率来定位目标信号波长，在局部锁定阶段基于数字微扰算法解调出误差信号，据此来增减加热功率以消除环境温度波动干扰。经过理论推导和实验验证，发现提出的差分进化算法搜索最佳加热功率的速度比传统的逐步扫描方式快4倍左右，实验验证了在400 s内、在环境温度变化5 ℃条件下微环谐振波长的稳定锁定。

为了解决由热效应引起的硅基微环器件工作状态不稳定的难题, 提出了一种基于微环谐振器阵列低速正交微扰信号的大规模光子集成电路实时稳定控制技术, 通过建立数值仿真模型验证了该方案能够通过单个检测通道实现对不同信道状态信息进行有效提取, 并搭建了正交解调系统进行实验验证。仿真和实验结果证明, 该方案能够实现大规模光子系统的稳定控制。

利用全息光刻开展了808 nm腔面光栅半导体激光器腔面膜系制备, 制备与表征了单管芯器件, 单管芯器件条宽100 μm, 腔长2 mm, 输出中心波长807.32 nm, 光谱半宽为0.36 nm, 15～45 ℃温度范围内波长随温度的漂移系数为0.072 nm/℃, 室温单管芯最大连续输出功率达到2.8 W, 阈值电流为0.49 A, 斜率效率为1.05 W/A。测试结果表明808 nm腔面光栅半导体激光器实现了单纵模输出。

受波导结构和芯片封装等因素的限制,半导体激光器快慢轴方向上的光束质量差距较大。半导体激光器主要用作抽运源,即亮度转换器,很难作为高亮度光源被直接应用。介绍了提高半导体激光器输出光功率密度和输出光束质量的非相干合束技术--波分复用合束技术,并总结了其国内外发展现状及若干重要动向。该研究为半导体激光器波分复用合束技术的发展提供了参考。

报道了一种由波长锁定878.6 nm LD双端抽运Nd:YVO4声光调Q激光器, 重复频率在500 kHz时具有稳定的1 064 nm脉冲激光输出。在重频为100 kHz, 晶体吸收功率58 W时, 获得18.2 W的1 064 nm激光输出, 光-光转换效率为31.3%, 脉宽为15.2 ns; 在重频为500 kHz、晶体吸收功率58 W时, 获得26.1 W的1 064 nm激光输出, 光-光转换效率为45%, 脉宽为44.2 ns, 重频在100~500 kHz下具有稳定的脉冲输出, 光束质量较传统模式下有明显提高, 并且转换效率也有提升。实验表明: 利用波长锁定878.6 nm激光二极管直接泵浦的方式, 有利于降低晶体热效应、提高光束质量, 提高光-光转换效率, 获得窄脉宽的脉冲激光输出,并且在一定的温度变化范围内具有极好的温度稳定性。

设计了一种适用于任何形式的可调谐激光器的光学系统和测试系统,同时实现了对调制光栅Y型可调谐激光器(MGY)的封装,该系统由光源模块、准直透镜、隔离器、双面胶合棱镜、聚焦透镜、三棱镜、法布里-珀罗(F-P)标准具、以及光电探测器构成。利用法布里-珀罗标准具的滤波特性实现了可调谐激光器光学系统的波长锁定模块,分析了入射光线与标准具轴线之间夹角对透射谱峰值和自由光谱值(FSR)的影响,发现角度在1°以内,角度变化对锁波精度的影响非常显著,而对自由光谱值的影响非常小。结果表明:对于光通信可调谐激光器的锁波模块,可以通过旋转F-P标准具与入射光线之间的夹角使F-P标准具的透射波长与国际电信联盟(ITU-I)的标准信道一致,从而实现输出波长的锁定。

中红外为分子的基频吸收带，利用可调谐二极管吸收光谱（TDLAS）技术，扫描气体的单根吸收谱线，可以对温室气体进行高灵敏度探测。介绍了利用2704 nm波段激光器结合直接吸收的方法对温室气体进行探测的小型化光谱仪的研制。利用数字信号处理器(DSP)对吸收信号进行采集处理，并根据环境温度值和海拔高度对气体吸收浓度进行校正，同时对激光器波长进行锁定，保证了探测精度，最后对结果数据进行存储。系统采用电池供电，响应时间为1.6 s，检测限为5×10-7，实验对系统进行了长时间测试，验证了系统的稳定性和可行性。

报道了一种由波长锁定878.6 nm半导体激光器抽运Nd:YVO4晶体的1064 nm激光器，当晶体吸收7.41 W的抽运功率时获得了5.75 W的1064 nm激光输出，相对于吸收功率的斜率效率为80.2%，光光转换率为77.6%，并且对波长锁定878.6 nm，非波长锁定的808 nm，878.6 nm抽运的激光器的温度特性进行了研究，结果表明利用波长锁定878.6 nm作为抽运源的激光器在10 ℃~40 ℃的温度变化范围内具有很好的输出稳定性。