为实现电激励重频HF激光远距离传输，在较短的谐振腔内产生大模体积的高质量激光束，开展了激光器正支虚共焦非稳腔的结构设计、仿真计算和实验研究。仿真结果表明，随着放大率M的增大，远场光斑中心亮斑包含的能量逐渐增大，能量向中心转移，远场光斑尺寸和远场发散角也随放大率M增大而减小。实验结果表明: 随着放大率M的增大，远场光强分布、光斑尺寸和发散角变化规律与仿真结果一致，但输出激光能量以先增大后降低的规律变化。综合考虑高光束质量和高能量的指标要求，在流场正常工作情况下，当放大率M为3.0时，获得了远场发散角为2.37倍衍射极限和激光能量稍低于稳定腔(约为稳定腔激光能量的94.6%)的重频激光输出，满足激光远距离传输需求。

反应产物基态HF分子对激态HF分子的碰撞弛豫是导致非链式脉冲HF激光器激光能量快速下降的重要原因.为解决该问题，理论分析了3A型分子筛去除基态HF分子的可行性，并开展了实验研究.实验结果表明，在不采用任何激光介质净化技术情况下，激光器重复频率50 Hz出光20 s的激光能量下降率高达52%，无法满足高功率重频HF/DF激光器的应用需求.在激光器循环管道中增加3A型分子筛吸附单元之后，激光器连续10余次重复频率50 Hz出光20 s的激光能量下降率小于15%，其中首次出光能量下降率仅为7.2%，提高了激光能量稳定性且延长了激光介质使用寿命.3A型分子筛不仅对基态HF分子具有良好吸附效果，而且具有再生活化功能，有望取代非链式脉冲HF激光器激光介质净化技术中常用的化学吸附法.

对一台小型电激励连续波DF化学激光器进行了实验研究，在光轴位于喷管阵列出口平面下游10 mm处和15 mm处分别进行了出光实验，得到188.4 W和205.8 W的DF激光输出，输出激光波长为3.6~4.1 μm，激光器的电效率分别为2.3%和2.5%。该小型电激励连续波DF化学激光器长时间(100 s)运行的功率稳定性峰谷值和均方根值分别为±1.04%和0.49%，工作状态较为稳定，实验可重复性好，操作方便，是强光条件下镜片膜层吸收系数测量的适用红外激光光源。

为提高非链式电激励脉冲HF激光的能量稳定性，分析了激光产生反应动力学和影响激光能量稳定性的主要因素，得知基态HF分子的生成、工作气体的温度上升以及工作气体C_{2H6的消耗是激光能量快速下降的主要原因。经实验研究，没有采用任何反应产物去除方法的情况下，激光器输出1600个脉冲激光后，激光能量下降率达31%，采用沸石分子筛吸附单元对基态HF分子进行吸附后，同样输出1600个脉冲激光，激光能量基本趋于平稳状态，且输出约5500个脉冲激光后，激光能量较初始平均值仅有10%的下降；另外，在激光器运行过程中，恢复工作气体的初始温度和补充少量的C2H6也能改善激光能量的稳定性，其中补充25%的C2H6气体可使激光能量提高近8%。由激光产生反应动力学和实验研究结果可知，增加分子筛吸附单元、工作气体温控单元和工作气体实时补给单元可提高激光能量的稳定性。output energy stability of non-chain HF laser}

采用激发态DF(v)传能给CO2(0000)的方式，在双波段激光实验平台中的CO2增益模块上实现了10P20(944.27 cm-1)、10P12(955.26 cm-1)CO2激光输出。从流量控制、燃料注入方式、最佳光轴位置、功率稳定性和激光光斑五个方面开展研究，获得了DF-CO2激光最大输出功率为2.3 W，激光器运转腔压为2 kPa左右。

对于O2，O2/He，O2/Ar等的气体放电过程，进行了玻尔兹曼方程的计算求解，获得了电子能量分布函数、平均电子能量、能量利用效率等参数。计算结果表明，获得的电子能量分布函数呈现出典型的非麦克斯韦型分布，这说明在较低的电场强度下不宜采用麦克斯韦型分布的电子能量分布函数。在同样的约化场强(E/N)下纯氧放电的平均电子能量最低，加入载气He和Ar后平均电子能量增加。同样氧气含量的O2/He和O2/Ar混合物，其平均电子能量随着约化场强的变化曲线存在一个交叉点，当E/N较小时，O2/Ar的平均电子能量较高，而当E/N较大时O2/He的平均电子能量较高。添加NO气体对击穿场强影响不大，因此在放电气体中引入NO，降低电离能进而降低约化场强E/N并不是提高单重态氧产率的主要因素。当氧气中含有15%的单重态氧O2(a1Δ)时对平均电子能量有一定的影响，但并不显著。纯氧放电的最佳约化场强为10 Td，随着O2含量的降低，最佳约化场强也逐渐降低。平均电子能量随着放电频率的变化先是有一个平台期，然后开始一直下降。用于激发O2(a1Δ)的电子能量利用效率随着放电频率的变化在E/N不同时有所不同，10 Td时一直下降，但50 Td时则呈现出先上升后下降的趋势，存在着一个最佳放电频率，300 K、1333.22 Pa时的最佳放电频率为10 GHz。

采用光激励与电激励的方式对AlGaInP与InGaN/GaN基LED的电学特性进行了表征, 并重点比较分析了两种激励方式的下理想因子这一重要参数的差异。探讨了影响LED理想因子的因素, 确定理想因子的适宜注入强度范围。研究结果表明: 结温与注入强度是影响LED理想因子的重要因素; 对于特定类型的发光二极管, 空间电荷区起主导作用时对应的注入强度范围内能够获得反映器件性能的LED理想因子。LED的理想因子与光激励或者电激励方式无关, 因而光激励能够代替电激励对LED电学特性及理想因子进行非接触检测。

对射频放电产生单重态氧进行了实验研究，在不同掺杂物种、不同电极间距、不同稀释配比的情况下，研究了单重态氧相对产率的变化规律，分析了单位氧流量注入能量对单重态氧产率和电效率的影响。实验表明，NO和Hg蒸气的加入，使放电产生单重态氧的相对产率都有显著的提高。随着电极间距的缩小，可以实现高气压工作，放电总压可以达到22.6 kPa，氧气分压超过了4.0 kPa，产率方面也有大幅度提高。单位氧流量注入能量在150~400 J/mmol时，单重态氧产率比较高；电效率较高的区域对应的单位氧流量注入能量在150 J/mmol左右。

采用电子束和气体放电两种激励方式开展重复频率非链式HF激光研究。基于全固态脉冲功率源SPG-200建立了重复频率HF实验装置，探索了产生重频大面积均匀电子束的技术途径，利用法拉第筒对进入激光气室的电子束的轴向均匀性进行了诊断，开展了激光器输出特性研究和重频实验调试，在C2H6∶SF6＝0.035，总气压为35 kPa时，激光器输出能量最大约为4.8 mJ，并实现了最高30 Hz的HF激光稳定输出。采用峰化电容及紫外自动预电离技术设计研制了放电激励重频HF激光器，研究了SF6气体放电特性和重频运行稳定性。研究发现SF6气体放电具有典型的辉光放电、电压维持和电弧放电三阶段特征。在充电电压为28 kV，总气压为12 kPa，C2H6含量为8%时，放电激励HF激光器最大脉冲能量约600 mJ，比能量输出达到8.5 J/l，激光器的电光转换效率约为2.5%。该激光器在1~50 Hz实现了重频输出，首脉冲能量>500 mJ，在10 Hz时稳定输出能量约为200 mJ。

提出使用低温吸附泵代替传统的机械真空泵和洗消装置的设想，以大幅降低电激励连续波HF/DF化学激光器的体积和重量。针对该技术需将常用的氦稀释剂替换为氮稀释剂从而引起激光器效率大幅下降的问题，对超音速阵列喷管激光器进行了研究。为提高氮稀释剂激光器效率，研制了周期4 mm间隔排列的狭缝-列孔超音速阵列喷管，以代替传统的单通道燃料流横向注入增益发生器。以HF激光为例的实验表明：前者在放电管电极间距仅为后者一半的条件下，单管激励出的光功率由25 W提高到90 W，电光转换效率由0.8%提升到5.9%，燃料利用效率提高近4倍，从仅为氦稀释剂运转情形的一半变为略高于氦稀释剂情形。这些结果表明，通过专门研制的超音速阵列喷管大幅提高了氮稀释电激励连续波HF/DF激光器的效率。