基于角谱衍射理论，对扫描积分塔尔博特光刻术进行了理论分析与数值模拟。研究了扫描距离、扫描起始位置、扫描速度非匀速以及照明光源不同特性对扫描积分塔尔博特光刻所得光栅条纹质量的影响。模拟结果表明，当扫描距离为塔尔博特周期的整数倍时，扫描起始位置、扫描速度的非匀速性对扫描积分塔尔博特光刻的成像质量影响较小；当入射光源存在一定谱宽或发散角不大于0.05°时，扫描积分塔尔博特光刻仍可得到对比度较一致的倍频光栅条纹，证实了扫描积分塔尔博特光刻具有良好的工艺适用性。扫描积分塔尔博特光刻不需要昂贵而复杂的投影光学系统，可克服塔尔博特自成像有限焦深问题，对掩模与基片的定位精度及涂胶基片的平整度容忍度较高。该方法具有在非平面基底上制备大面积、低成本、高精度周期微纳结构的应用前景。

基于增益均衡技术，提出了一种结构简单的双波长光纤激光器。激光器采用线形腔结构，以一对双波长掺铒光纤重叠光栅为波长选择器件，掺铒光纤为增益介质。实验结果表明，通过精细调节输出端双波长掺铒光纤重叠光栅两端的机械应力，能够调整出射端腔镜在λ₁ 和λ₂ 处的反射率(或透射率)，即调整激光器的损耗，使谐振腔内双波长处各自的损耗和增益相匹配，有效抑制腔内模式竞争，实现了波长间隔为0.932 nm 的稳定双波长激光同时激射。该激光器阈值功率为4 mW，输出激光的3 dB 带宽约为0.02 nm，30 dB 带宽小于0.2 nm，边模抑制比可达51.96 dB。激光器具有结构简单、室温下输出稳定、线宽窄、阈值低等优点。

近30年来，量子信息科技是令人激动的研究领域之一。其中，量子保密通信技术，已逐渐开始从实验研究迈向工程应用，有望率先实现商用化发展。面向量子保密通信系统的全面普及和推广，基于半导体激光器的增益开关效应和商品电子学芯片，设计和实现了皮秒脉冲激光器模块。其特点包括：工作波长位于光纤量子信道的低损窗口，即1.5 μm波段；输出光频的波动小于20 MHz；光脉冲的时域宽度为10个皮秒量级；输出光脉冲间不具有确定的相位关系。进一步地，结合“弱相干”单光子源在量子保密通信技术中的应用，对上述特点进行检验和讨论。

半导体激光器抽运碱金属激光器（DPAL）是近年来发展迅速的新型激光光源。DPAL的主振荡功率放大（MOPA）系统是实现DPAL高功率化的最理想工程手段之一。相对于传统激光器，DPAL的吸收和发射线宽非常窄，因此种子光的线宽是影响DPAL-MOPA输出特性的重要参数之一。建立端面抽运DPAL-MOPA系统的微观动力学理论模型，在计算步骤中考虑了种子光线宽与发射截面的波谱分布，详细计算和分析了种子光线宽对DPAL-MOPA系统的输出功率、输出线宽、提取效率、增益系数和抽运吸收等特性的影响，有助于将来定标放大高功率DPAL系统的构建。

设计了一种紧凑型放电引发非链式氟化氘（DF）脉冲激光器，引入基于闸流管的一级磁脉冲压缩高压快上升沿放电引发回路，形成39.5 kV、100 ns上升沿高压快脉冲。紧凑型张氏放电电极结合紫外(UV)火花预电离，在电极间距为30 mm激活区形成均匀辉光放电，注入能量密度达190 J/L。激光谐振腔选用平平腔结构，激光工作气体采用SF6和D2，其气体配比优化为10:3，此时获得最大能量输出为877 mJ，电光转换效率为1.9 %，脉宽约200 ns，光斑为30 mm×9 mm。