Cu-Al-Mn形状记忆合金（SMA）价格低廉并且形状记忆效应和力学性能优异，是一种有望实现大规模工业化应用的智能材料。笔者采用激光选区熔化（SLM）成形了在室温下具有形状记忆效应的Cu-Al-Mn合金，研究了SLM成形Cu-Al-Mn合金的显微组织、相变行为、力学性能及变形行为。结果表明：马氏体类型、有序度和可逆马氏体数量对合金的形状记忆效应具有决定性作用。随着激光功率由175 W增大到325 W，合金的有序度提高，γ1'（2H）含量逐渐增多，DSC曲线放热/吸热峰强度增大，参与马氏体相变的可逆马氏体数目增加，马氏体的择优取向增强，从而导致了合金单程形状记忆效应的改善和显微硬度的增大。同时，室温拉伸曲线上的应力诱发马氏体重取向平台的斜率增加，并且由175 W的不均匀局部变形扩展的变形方式转变为375 W的均匀变形；制备了具有近全致密（99.89%）、近100%单程形状记忆效应、约780 MPa抗拉强度的Cu-Al-Mn合金，为调控Cu-Al-Mn形状记忆合金的相变温度和力学性能提供了一种可行方法。

为了优化垂直腔半导体光放大器(VCSOA)在不同应用中的性能, 以及用通用计算方法获得准确的端面反射率, 考虑到器件内部光场分布特点, 采用角频谱理论和传输矩阵的方法, 取得了器件中分布布喇格反射器(DBR)等效反射率与光束半值谱宽的数据, 进行了理论分析和实验验证。结果表明, 等效反射率随着结构周期增加而变大, 但是当周期大于25时基本不再变化; 与只考虑正入射情况相比, 修正后的DBR等效反射率小了2%~4%; 等效反射率随着半值谱宽θFWHM增大而减小。该研究为准确计算膜堆层数对DBR等效反射率的影响提供理论指导, 优化了VCSOA的工作性能。

为了找到更加简单稳定激光系统的混沌化方法，采用光延迟反馈方法对单环掺铒光纤激光器特性进行了数值仿真，得到了各种周期现象而且产生了混沌现象。结果表明，利用单模单环掺铒光纤激光器，在附加光延迟反馈环路的方法下可以实现混沌控制。这一结果对应用于保密通信的混沌化简化具有重要意义。

为了分析垂直腔半导体光放大器的调谐输出特性, 考虑到有源腔有效折射率和载流子浓度之间的关系, 并结合载流子速率方程, 采用建立腔内平均光子数与输入信号光功率之间的关系的研究方法, 对垂直腔半导体光放大器的调谐输出特性进行了理论分析和数值仿真。结果表明, 在一定的输入光功率和波长条件下, 可以观察到双稳现象; 双稳环的宽度随着输入光功率的变化先增大而后减小; 在一定的输入光功率下, 双稳环宽度随着抽运光功率的增大而增大; 对于波长大于中心波长的信号, 其增益在某些区域被放大。

为了研究垂直耦合腔面发射激光器(CC－VCSELs)阈值特性，利用传输矩阵法计算了其阈值载流子浓度，在此基础上结合载流子速率方程讨论了阈值电流，得到了CC－VCSELs的双阈值点(1mA，0．75mA)与阈值电流关系曲线。数值计算结果比较表明，利用传输矩阵与载流子速率方程相结合的方法研究CC－VCSELs的阈值特性优于速率方程法，且数值计算结果与实验结果相吻合。

为了改善垂直腔半导体光放大器增益饱和特性，基于其结构上的特点，引入了增益增强因子，修正了边界条件，采用建立腔内光子数与输入信号光功率关系的研究方法，分析了影响垂直腔半导体光放大器增益饱和特性因素。并进行了理论分析和实验论证，取得了影响增益饱和特性的4个关键数据。结果表明，有源区截面积、顶层镜面反射率、抽运功率、自发辐射因子影响着增益饱和特性，优化相关参数，可以将输入饱和功率提高到－2dBm。这一结果对如何改善垂直腔半导体光放大器增益饱和特性是有帮助的。

为了拓宽常规色散位移光纤(DSF)型双抽运光纤参变放大器(FOPA)的放大带宽，提出了用DSF和单模光纤(SMF)级联来构造周期色散补偿双抽运FOPA的思想。利用SMF正的二阶色散以减小DSF负的四阶色散引起的相位失配，从而达到有效拓宽FOPA放大带宽的目的。结合四波混频耦合方程对该双抽运FOPA进行仿真研究，得到拓宽为69nm的放大带宽的结果。结果表明，光纤长度一定时，采用给出的最佳补偿光纤长度进行色散补偿，可有效减小因DSF四阶色散引起的相位偏移，进而拓宽放大带宽；分多段级联进行色散补偿时，可进一步拓展放大带宽。