利用重复频率为1 kHz的钛蓝宝石飞秒激光烧蚀悬浮在甲醇中的单壁碳纳米管制备碳炔。利用表面增强拉曼光谱仪和紫外可见吸收光谱仪对样品溶液进行光谱表征，并用高效液相色谱仪对样品进行分离，确认有碳炔（C_nH₂，n＝6，8，10，12，14，16）生成，其中的主要产物是C₈H₂。对制备碳炔的最佳激光功率与最佳加工时间进行了研究，结果显示：当激光单脉冲能量为0.52 mJ、加工时间为1.5 h时，可以获得最高的碳炔产率。对碳炔的合成机制进行了较深入的解释。激光功率密度存在饱和阈值，该饱和阈值与C₂自由基的碎裂程度有关，激光功率密度超过饱和阈值后会打破C₂自由的“反向” 第四键，进而影响C₂自由基合成碳炔。因此，随着激光单脉冲能量增大，碳炔的产率呈现先增加后降低的现象。本研究可为碳炔的大规模制备提供重要参考。

采用488 nm连续激光在相同曝光量条件下对氧化石墨烯样品进行光照还原实验, 并通过透射率和电阻率来表征还原氧化石墨烯的性质.结果表明：在还原过程中, 通过透过率和电阻率表征的还原程度呈现相同的变化趋势.此外, 还原过程分为两个步骤：达到相对稳定状态之前和达到相对稳定状态.在达到相对稳定状态之前, 激光功率密度越低, 样品的还原程度越高; 但当达到相对稳定的状态后, 激光功率密度越高, 样品的还原程度越高.基于rGO中含氧官能团的变化, 通过光子穿透能力和光对rGO的带隙调制作用对这一现象进行了分析.

鉴于激光对成像系统图像作用效果实验研究的局限性, 首次提出了利用全数字仿真技术模拟激光作用成像系统效应的仿真方法。首先从激光对探测器作用、激光大气传输和激光作用效果图像叠加三个方面对激光与成像系统作用的效应进行了分析和研究。在此基础上进行了激光作用效果的仿真设计, 完成了基于RTI总线的仿真系统的搭建及应用, 并给出了几组不同条件下的连续动态仿真效果图片, 最后提出该仿真系统的应用价值及今后的发展方向。

为了探究倾斜基体激光熔覆中基体表面能量的分布规律, 利用米氏散射理论法建立了倾斜基体表面上的激光功率密度分布的数学模型, 以及激光功率密度峰值和峰值偏移量的数学模型。结果表明, 随着倾斜角度的增加, 激光功率密度会逐渐减小, 并且减小幅度逐渐增大; 激光功率密度峰值会发生偏移, 偏移量也随着倾斜角度的增加而增加, 且幅度逐渐增大。用试验对模拟结果进行验证, 获得的规律是一致的。

采用Abaqus软件建立有限元模型，分析了激光功率密度对孔周表面残余主应力分布的影响。进行了不同功率密度下的激光喷丸（LP）试验，通过X射线应力分析仪测量了孔周区域特征点三个方向的残余应力值，并计算了各点对应的主应力。结果表明，LP之后孔周的残余应力呈现各向异性；最小残余主应力可有效表征喷丸强化效果，随着激光功率密度的提高，最小残余主应力值减小。另外，LP后小孔附近出现典型的残余压应力环，最小残余主应力明显小于其他喷丸区域的；当功率密度超过一定阈值时，此环呈现远离孔壁的趋势。

为了沉积出表面平整、尺寸精确、沉积区域具有可选择性的Fe膜, 采用YAG固体激光器, 以Fe(CO)5为液相前驱体, 利用一定厚度的石英片减少副产物, 在激光功率密度为1.0×106W/cm2、激光频率为2.5kHz、激光扫描速率为300mm/s、激光重复扫描次数为200次的条件下, 沉积出表面平整性较好、并且具有一定厚度的Fe沉积层。通过测试分析发现, 沉积层表面质量受激光功率密度影响较大; 激光功率密度是影响到沉积层能否沉积以及沉积厚度的重要参量。结果表明, 通过激光诱导, 以Fe(CO)5为前驱体, 可以实现铜表面的Fe膜的沉积。

从实验上研究了光电导天线电极之间激光光斑大小对太赫兹波产生的影响。另外，理论模拟了激光功率密度与太赫兹波辐射强度之间的关系，与实验结果非常吻合。泵浦光激光功率密度的增加能够显著的提高太赫兹波辐射强度，但是当超过一定值后会趋于饱和，此时若继续减小光斑尺寸，激光功率密度的增加不会使太赫兹产生继续增强。但是，太赫兹波却会随着光斑尺寸的减小而变弱。

在用532 nm连续激光辐照TCD-1200D型线阵CCD的过程中，发现了光斑的全饱和单侧拖尾现象。为了分析这种现象的特性，实验测量了拖尾长度随激光功率、CCD积分时间和CCD驱动频率的关系，发现拖尾长度随着激光功率和积分时间的增加而增加，但在一定范围内与CCD驱动频率无关。通过理论计算和实验数据分析拟合发现，拖尾长度和激光功率密度和积分时间的乘积有关，并根据激光辐照下CCD器件光生电荷量的产生过程，推导出了拖尾长度与CCD势阱光生电荷量的关系，得到了拖尾长度随光生电荷量的变化曲线，为全饱和单侧拖尾现象机理分析提供了数据支持。

烧蚀热可用于材料抗激光加固性能表征和材料的激光加工效率描述。实验研究了亚音速表面切向空气气流速度和激光功率密度对玻璃纤维/树脂复合材料烧蚀热的影响规律，结果表明，相同气流速度下，烧蚀热在100~500 W/cm2 激光功率密度范围内先迅速降低然后趋于稳定，转折点约位于200 W/cm2；相同激光作用下，功率密度较低时，烧蚀热随着气流速度提升而变大，功率密度高于一定值(约200 W/cm2)后，烧蚀热随气流速度提升而降低。分析认为材料内部扩散、热解气体燃烧、残碳氧化放热、辐射能量损失、气流剥蚀等多个因素的竞争是激光能量利用效率变化的原因。