磷酸氧钛铷(RbTiOPO4, 简称RTP)是综合性能优异的电光晶体，具有电光系数高、半波电压低、激光损伤阈值高、器件小巧、环境适应性强等优点，已成为新一代电光器件应用材料，非常适合用作电光开关、电光调制器等。激光系统的发展迫切需求更高功率、更高重复频率和更窄脉宽激光用高性能电光晶体，基于此，本文选用富Rb的高［Rb］/［P］摩尔比值生长体系，通过顶部籽晶熔盐法生长出高质量RTP晶体，测试了晶体或器件的光学均匀性、重复频率、插入损耗、消光比和抗激光损伤阈值，结果表明，该晶体的光学均匀性为7.3×10-6 cm-1，重复频率为501 kHz，插入损耗为0.49%，消光比为31.57 dB，激光损伤阈值为856 MW/cm2。

本文采用电光系数的粉末测试方法，探索发现了新型电光晶体KLi(HC3N3O3)·2H2O。根据粉末样品的红外反射光谱和拉曼光谱，计算获得晶格振动对电光系数的贡献值，再加上粉末倍频效应推算的有效非线性光学系数，最终计算出KLi(HC3N3O3)·2H2O的电光系数为2.37 pm/V，与商用电光晶体β-BBO相当。采用水溶液法进行晶体生长，测试不同原料生长晶体时的过热和过冷曲线，优化生长工艺，获得35 mm×25 mm×10 mm透明晶体。采用X射线定向技术辅以压电系数测量，确定了晶体形貌与各向异性生长速率的对应关系。

等离子体电极普克尔盒(PEPC)用作多程放大控制、自激振荡抑制以及反激光隔离，是大型高功率固体激光器的核心器件。本文从高功率固体激光器的发展对光开关提出的要求出发，系统地综述了等离子体电极普克尔盒的性能特点以及研究进展。重点介绍了中国工程物理研究院激光聚变研究中心近年来在PEPC研究方面所取得的进展，包括单脉冲驱动的组合口径PEPC、低损耗PEPC以及重复频率运转的PEPC。

本文系统地研究了(1-x)Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3(PZN-PT)单晶的光学透过率与结晶取向和组分的关系, 发现四方相单晶的透过率明显大于三方相和准同型相界(MPB)。［001］方向极化的四方相PZN-12%PT单晶在0.5～5.8 μm的波段范围内, 未镀增透膜的晶片透过率约为65％; 准同型相界处PZN-8%PT单晶沿［011］方向极化的单晶透过率高于［001］和［111］方向。随着PT含量变高, 单晶带隙逐渐变小。本文中还测量不同组分单晶的折射率, 和大多数ABO3型钙钛矿结构化合物相似, PZN-PT单晶的折射率较大, 随着波长的减小其值迅速增大。晶体的色散现象明显, 拟合得出各组分晶体的色散方程。利用塞纳蒙补偿法和双光束干涉法测量了电光系数, PZN-PT单晶的电光系数较大, 在准同型相界附近其值达到极大, ［001］方向极化PZN-8%PT单晶有效电光系数为460 pm/V, 比广泛应用的铌酸锂高出20倍。四方相PZN-12%PT单晶有效电光系数为138 pm/V, 在20～80 ℃范围内其值变化不大。良好的透光性能和优异的电光性质, 使PZN-PT单晶可以满足高速低功耗电光器件的要求。

铌酸锂晶体历史悠久, 物理效应最为齐全, 被用于制备声学滤波器、谐振器、延迟线、电光调制器、电光调Q开关、相位调制器等器件, 在电子技术、光通信技术、激光技术等领域得到了广泛应用, 并且在第五代无线通信技术、微纳光子学、集成光子学及量子光学等近期快速发展的领域中展示了重要的应用前景。本文简要综述了铌酸锂晶体的基本性质、晶体制备以及应用情况, 对铌酸锂晶体未来的应用发展进行了简要分析。

基于广义惠更斯-菲涅耳积分公式, 研究了傍轴近似下有限能量Olver-Gaussian光束经过铌酸锂电光晶体的光强分布特性。得出了这类光束经单轴晶体垂直于光轴的电场和光强解析式, 基于此, 探究了一阶Olver光束在电光晶体不同横截面上的光强分布和光波侧面传输光强图, 并得出了外加电场和光波中心位置及中心光斑相对光强变化的定量关系; 对传统三类单轴晶体的光波演变特性也进行了分析。

分析旋光-电光晶体的电光相位以及强度调制特性,并定义晶体的π-电压。对于具有旋光性的电光晶体,以往半波电压的概念不能准确描述其电光偏振、强度调制的周期性,因而引入π-电压这一概念,并将其定义为此类晶体的椭圆双折射相位延迟变化量等于π时所需要的调制电压。对于置于两个偏振器之间的旋光-电光晶体强度调制器,旋光性可以为电光强度调制提供光学偏置,但调制光强度是调制电压的偶函数,只有当检偏器的主透光方向平行或垂直于晶体出射线偏振光波的偏振方向时,才能实现完全的电光开关。当将此类晶体用于电光开关时,可定义能够实现完全开关状态转换所需要的最大调制电压为开关电压。通过实验测量了一块尺寸为6 mm×4 mm×2.9 mm的硅酸铋(Bi₁₂SiO₂₀)晶体的π/4-电压,对于635 nm的光波长,π/4-电压约为3 kV。对于具有旋光性的弹光调制器,可以引入π-应力和π-应变的概念。

报道了一种基于电光-可饱和吸收主被动双调Q技术的窄脉冲宽度、高峰值功率946 nm全固态激光器.该激光器采用808 nm 脉冲半导体激光侧面泵浦长尺寸Nd∶YAG 晶体棒抽运方式和双凹型折叠谐振腔结构, 并将横向加压式的双45°角切割掺氧化镁铌酸锂晶体电光调Q与单层二硒化钼被动可饱和吸收调Q相结合, 通过优化设计谐振腔结构, 在脉冲重复频率550 Hz时, 获得了最大单脉冲能量3.15 mJ、脉冲宽度9.1 ns、峰值功率高达346 kW的946 nm主被动双调Q脉冲激光的稳定输出, 脉冲宽度和能量的峰峰值不稳定度分别达到±2.87%和±3.42%, 光束质量因子分别为Ｍ2x＝3.851和Ｍ2y＝3.870.

为了实现电磁干扰环境下的心电信号监测, 提出了一种抗电磁干扰的心电信号监测系统。论文给出了输出光电流的计算公式, 分析了半波电压及插入损耗对系统灵敏度的影响。利用铌酸锂电光晶体搭建实验系统, 测试了5位健康志愿者的心电信号。应用提出的系统和电学心电信号采集系统分别测试了正常环境及电磁环境下志愿者的心电信号。测试结果表明: 在正常环境下, 本系统能获得与电学心电信号采集系统同样清晰的心电信号波形; 在电磁环境下, 本系统获得的心电信号优于电学心电信号采集系统。最后定量计算了两者的信噪比, 计算结果表明: 在电磁干扰下, 本系统的信噪比变化量为0.54 dB(V2)/0.49 dB(V4), 而电学心电信号采集系统的信噪比变化量为24.07 dB(V2)/16.75 dB(V4)。

报道了一种1 kHz窄脉冲宽度、高峰值功率的电光腔倒空1 064 nm全固态激光器.该激光器采用808 nm 脉冲LD侧面泵浦Nd:YAG 晶体棒的双凹型折叠谐振腔结构和同步延迟MgO∶LN晶体横向加压式电光腔倒空技术，通过优化设计谐振腔结构，在脉冲重复频率200 Hz时，获得了最大单脉冲能量46.7 mJ、脉冲宽度4.06 ns、峰值功率11.50 MW的1 064 nm脉冲激光稳定输出，脉冲宽度和能量的峰峰值不稳定度分别为±1.52%和±2.02%；在1 kHz时，最大单脉冲能量达到18.3 mJ,脉冲宽度5.02 ns,峰值功率3.69 MW，脉冲宽度和能量的峰峰值不稳定度分别为±2.75%和±3.52%，激光束因子为3.849和3.868，远场发散角为3.46 mrad和3.55 mrad，束腰直径为1 508.84 μm和1 477.30 μm.