为了进一步提升蓝光激光器的性能，基于实验样品结构，详细研究了不同结构的p型波导层和有源区的组合对InGaN基边发射蓝光激光器性能的影响。利用PICS3D软件模拟计算其光输出功率-电流-电压特性曲线、能带结构、载流子电流密度分布、激射复合率等光电特性。结果表明，In组分渐变的p型波导层和前两个量子垒层、最后一个量子垒层使用AlGaN材料的新结构，可以很好地抑制电子泄漏，增加空穴注入，提高受激辐射复合率，从而提升蓝光激光器的发光效率。在1.5 A注入电流下，新结构的光输出功率可达2.69 W，相较标准结构提升了47.8%。

提出了一种基于光声光谱技术的气体传感器，以444 nm蓝光激光器为激发光源，实现了对大气、汽车尾气中NO₂的检测及光解分析。对压强、NO₂体积分数与共振频率的关系进行了研究，验证了信噪比和光功率之间的线性关系，分析了光学斩波器的位置和相对湿度对光声信号的影响。通过Allan方差分析得到，当积分时间在100 s内时，传感器的检测限达到1×10^－9。在2 d内从上午8：00到下午6：00对大气中的NO₂进行了监测，与济宁市环境监测中心的数据吻合较好，最后检测了5辆汽车尾气中的NO₂含量以及光解前后的NO₂含量。实验结果表明，该传感器能够满足实际应用中NO₂探测的高灵敏度要求。

高功率氮化镓基蓝光激光器在激光显示、激光照明和材料加工等领域具有很大的应用前景。通过优化蓝光激光器p-AlGaN限制层的生长温度,抑制了量子阱热退化,通过优化量子阱结构,改善了载流子分布,研制出了高功率蓝光激光器。利用变腔面反射率法获得蓝光激光器的内部光学损耗为6.8 cm -1,载流子注入效率为90%。在脉冲工作条件下,蓝光激光器的阈值电流密度为1 kA/cm 2,斜率效率为1.65 W/A,预计在6 kA/cm 2电流密度下,输出光功率能达到4 W;在连续工作条件下,激光器的阈值电流密度为1 kA/cm 2,由于封装散热性能不佳,斜率效率下降为1 W/A,预计在6 kA/cm 2的电流密度下,输出光功率为2.2 W。

设计了激光二极管抽运的424 nm腔内和频蓝光激光器。该激光器采用复合V型腔结构,利用Ⅰ类临界相位匹配的三硼酸锂(LiB3O5,LBO)晶体对掺镱钇铝石榴石(Yb∶YAG)晶体的1030 nm激光和掺镨氟化钇锂(Pr∶YLF)晶体的720 nm激光进行腔内和频。当Yb∶YAG晶体的抽运功率为5 W,Pr∶YLF晶体的抽运功率为3.1 W时,实现了18 mW连续运转424 nm蓝光激光的稳定输出,光-光转换效率为0.2%,水平及竖直方向的光束质量因子分别为1.62和1.50。

蓝光激光器在生物工程、激光显示屏、激光医疗以及侦查通讯等众多领域都有着重要应用，而谐振腔作为激光器的重要组成部分，如何合理有效地激发出蓝光更是研究的重点。针对蓝光激光器的使用要求，以Nd:YAG作为基底，Ta2O5和SiO2分别作为高低折射率材料，利用电子束真空镀膜设备，双离子源辅助沉积的方法进行谐振腔面膜的制备。借助膜系设计软件对实验进行模拟分析，优化改善电场分布，减小激光对薄膜的损伤，详细地叙述了极值法累积误差产生的原因，以及镀膜材料的色散引起的短波区和长波区的监控差异，通过分析折射率所引起的光学厚度变化，调整修正因子，最终制备出了光谱性能好，吸收小，化学性能稳定的滤光膜，满足蓝光激光器的使用要求。

利用双光子吸收机制，以778 nm染料激光器作为抽运源，以碱金属Rb蒸气作为增益介质，成功获得了420 nm的蓝光激光输出。以Rb原子能级结构为基础，对其产生蓝光的机理和双光子吸收机制进行了分析描述。基态52S1/2能级的Rb原子通过吸收两个778.1 nm的光子跃迁到激发态52D5/2能级，通过辐射中红外光子跃迁到激光上能级62P3/2，与基态52S1/2能级形成粒子布居数反转,产生420 nm蓝色激光。对激光二极管抽运碱金属蓝光激光器的发展前景进行了展望。

充分利用全固态激光器结构紧凑的优点，设计了一套紧凑型直腔式457 nm蓝光激光器系统。在设计过程中，针对Nd:YVO4激光晶体的自身性质及其产生914 nm激光的相关光学特性，着重对该激光系统的激光阈值进行分析，对温控系统及谐振腔参数进行优化。最终实现了Nd:YVO4激光晶体914 nm波长激光运转，并在此基础上利用BIBO晶体进行腔内倍频获得457 nm激光输出。入射抽运光功率为24.2 W时，最高输出功率为1.56 W，光光转换效率为6.45%，功率稳定度低于2.98%，M2因子为1.3。

报道了结构紧凑、输出稳定的473 nm连续全固态蓝光激光器。模拟分析了LBO晶体长度与激光输出效率的关系，选择了最佳长度为10 mm的Ⅰ类相位匹配的LBO晶体。当抽运功率为3 W时，获得了210 mW的473 nm蓝光激光输出功率，光光转换效率为7%，激光输出功率起伏小于3%。

在基模热稳腔实现条件的基础上，借助于计算机软件辅助，设计出一种用于实现447 nm蓝光激光器基模热稳定输出的谐振腔。并采用大功率激光二极管侧面抽运方式，利用NdYAP晶体作为增益介质，选用Ⅰ类角度匹配LBO和Ⅱ类角度匹配KTP分别进行腔内倍频与和频，实现了447 nm蓝光的基模热稳定输出，获得了83.5 mW的连续稳定输出，输出功率稳定度为1.5%。

为了提高Nd:GdVO4 晶体直腔式蓝光激光器的热稳定性，本文在分析了端面泵浦情况下Nd:GdVO4(钒酸钆)晶体的热透镜效应，着重讨论了447 nm 蓝光激光器的输出功率波动与热透镜焦距之间的关系。与此为依据，在传统基模动态稳定腔设计方法基础上加以改进，借助MATLAB 数学软件及Matrix Laser 谐振腔设计软件，通过对谐振腔腔长、输入和输出镜曲率半径及腔内各个元件所处位置等参数进行优化。通过模拟及实验结果证明按此方法所设计的谐振腔具有良好的动态热稳定性。