中红外波段高功率激光光源在工业加工和生物医疗等领域中有着广泛的应用。报道了基于主振荡器功率放大器（MOPA）结构的百瓦级中红外连续波光纤随机激光器，获得了最高输出功率为100.40 W、斜率效率为47.8%、波长为1980 nm的连续波激光输出。得益于MOPA结构中光纤随机激光种子源在激光放大过程中的光谱带宽保持特性，100.40 W激光输出时的3 dB光谱带宽仅为～0.2 nm。激光器的短时时域强度波动和长时功率波动均表现出优良的稳定性。所提实验技术方案和实验结果有望进一步拓宽中红外高功率光纤随机激光器的应用范围。

1.7 μm激光处于眼安全波段并位于许多重要气体分子的指纹吸收峰，在生物医疗、气体传感等领域具有重要应用价值。而涡旋光束作为一种新兴的结构光场，其具有环形光强分布和螺旋相位波前，并携带轨道角动量，在光通信、微粒操控等领域应用广泛。因此发展1.7 μm高能涡旋激光器具有重要的研究价值和应用前景。但传统稀土离子掺杂光纤或晶体的发射谱，或难以覆盖该波段，或在该波段激光增益较小，且涡旋光产生主要基于空间光结构，导致1.7 μm波段涡旋光激光系统复杂、集成度低，难以实现高功率输出。本文利用螺旋长周期光纤光栅作为涡旋模式转换器，在基于受激拉曼散射效应的1.7 μm波段光纤随机激光半开放腔中实现了全光纤结构的高功率涡旋激光输出，最大输出功率为2.09 W，中心波长为1690 nm。得益于涡旋光纤随机激光器的全光纤结构，该装置具有良好的时域稳定性，短时时域波动低至2.8%。该研究结果不仅为实现兼具高功率输出和良好时域稳定性的紧凑型1.7 μm波段涡旋激光器提供有效方案，还能进一步拓展其在激光医疗、气体检测、光镊和生物成像等领域的应用。

采用能增强瑞利散射效率的光纤随机光栅作为掺铥光纤随机激光器的随机分布反馈介质，光纤环镜下激光器形成半开腔结构，在793 nm半导体激光器泵浦下，实现了波长为1951 nm的单波长随机激光输出。激光器的泵浦阈值功率为2.1 W，比已报道的相同泵浦波长的掺铥光纤随机激光器的阈值低40%。在泵浦功率为6 W时，获得的激光输出功率为142.9 mW，边模抑制比为43 dB，输出激光在1 h内的波长偏移量小于0.1 nm，功率波动小于3.7 mW，具有良好的稳定性。

氟氧化物微晶玻璃兼具了氟化物玻璃稀土掺杂浓度高、声子能量低和氧化物玻璃化学性质稳定、机械强度高、易于制备的特点,是一种性能非常优异的稀土离子掺杂基质,在高效率、新波段激光器领域具有良好的应用前景。目前对稀土离子掺杂氟氧化物微晶玻璃的研究主要集中在发光机理和发光性能上,而利用其实现激光输出的研究工作尚处于起步阶段。本文归纳了使用稀土离子掺杂氟氧化物微晶玻璃材料实现了激光输出的研究工作,主要从氟氧化物微晶玻璃光纤激光器、随机激光器和回音壁激光器三个方面进行综述,对稀土离子掺杂氟氧化物微晶玻璃用作固体激光增益介质的优、劣势进行深入的分析和讨论,总结了这种材料用于制备固体激光器的技术要点,并展望了未来的发展方向。

深入研究了随机激光等效腔的局域化特性, 引入了外部光反馈下激光器的理论分析速率方程, 设计了磁旋光晶体的光隔离器件实现随机激光器的改进。采用的Nd:YAG激光器的实验结果验证了改进激光器可以降低散射损耗, 实现紫外激光的方向性输出。 FDTD仿真结果进一步表明波导的TE模的光增益近似是平面波导的两倍; 信号和泵浦强度的耦合在改进波导结构有了明显改进; 输出功率结果证实了结构降低随机激光器的散射损耗。研究结果对于随机激光的应用具有明显的参考价值。

本文利用共轭聚合物(MEH-PPV)覆盖TiO2纳米粒子薄膜制作随机激光器。随机TiO2纳米粒子薄膜的激光辐射阈值比平面MEH-PPV薄膜的放大自发辐射阈值缩小了9倍。这是由于TiO2纳米粒子诱导的多重散射造成的。进一步的飞秒荧光上转换实验表明，随机激光器中，光在增益介质里的停留时间有所增加，这直接证实了光在随机激光器结构中的多重散射引起光的传播路径增加。因此，这会促进更多的光发生辐射，从而降低随机激光器的阈值。

文中采用有限时域差分(FDTD)法研究了ZnO随机介质与光子晶体波导相结合的微型激光器的辐射特性和频谱特性，用平面波展开法分析了光子晶体能带特性。数值研究结果表明：由于光与随机介质相互作用，使得光在该微型激光器中放大，损耗减小，存在较长滞留时间，同时随机介质局域光的能力变强，激光的阈值降低，而且含四方格子结构光子晶体的激光器具有良好的激光特性和调制作用。该新型器件的设计与研究将为研制可嵌入集成光子芯片的、低阈值的微型激光器提供理论基础。

通过将金属金嵌入到上下两层波导结构中, 与ZnO随机粒子相结合, 设计出一种新型结构的随机激光器。采用时域有限差分法(FDTD), 数值模拟了该随机激光器系统的光场分布和模式频谱图, 并针对金粒子和金薄膜两种情况进行对比分析。结果显示, 采用金粒子作夹层时, 出射激光模式数量减少, 单色性较好; 采用金薄膜作夹层时, 出射激光光强较大。