紫外激光器是研究紫外共振拉曼光谱的重要工具，拉曼信号可以通过共振拉曼效应得到增强，从而降低拉曼测量的探测极限。本文研究了一种输出波长为228 nm的窄脉宽全固态紫外激光器。首先，以Nd:YVO₄作为增益介质，采用电光调Q腔倒空技术，实现了纳秒量级914 nm基频光输出。然后，经过偏硼酸锂(LBO)晶体产生二次谐波，最终经偏硼酸钡(BBO)晶体获得四次谐波228 nm紫外激光。在此基础上，进一步研究了不同重复频率时基频光和倍频光功率的变化规律，优化了紫外激光器的输出效率。实验结果表明：当总抽运功率为30 W时，在10 kHz重复频率下，可获得最高平均功率为84 mW的228 nm紫外激光输出。228 nm激光在5~25 kHz重复频率范围内连续可调，脉冲宽度保持在2.8~2.9 ns，能够满足紫外光谱检测技术领域的应用需求。

视觉是人类获取信息的主要来源。用于视觉系统模拟的人工图像识别是发展人工智能技术的关键一环。当前，光电突触凭借存算一体式处理光信号的特点被广泛应用于视觉模拟领域，但是突触的光电转换需要对输入光信号进行接触式处理，从而导致大量的能量消耗。针对这个问题，研究了基于光致变色钙钛矿薄膜的全光人工突触，它在紫外和可见光触发下，从光透过率的变化上表现出显著的突触特性，包括配对脉冲易化和学习能力。利用循环神经网络处理随时间变化的透射率数据，实现了对数字图像的二元识别，识别精度从第1个循环就稳定在100%。该器件具有零功耗非接触式信息读取的特点，为视觉系统模拟开辟了一条新的途径。

371~385 nm波段的紫外激光器可以应用在超精密材料加工、激光多普勒冷却、光子纠缠和量子通讯等诸多领域。为实现这一波段激光输出，报道了一台可调谐翠绿宝石连续紫外激光器。首先，采用了水平偏振的635 nm红光半导体激光二极管阵列作为抽运源。其次，选用V型折叠腔结构，端面泵浦了长度为10 mm、Cr³⁺掺杂浓度为0.2at.%的国产翠绿宝石晶体，再利用长度为7 mm的I类位相匹配偏硼酸钡晶体进行腔内倍频。最后，微调节BBO晶体角度，实现了波长可连续调谐的371~385 nm连续运转的紫外激光输出。当泵浦光功率为17 W时，在波长为378 nm处得到最大稳定输出功率为1.25 W，泵浦光到紫外光的最大转换效率约为7.3%，波长为378 nm紫外激光光束质量因子沿着x和y方向分别为1.13和1.12。

二维材料碳化钛（Ti₃C₂T_x）因具有高导电性和大比表面积的特点，在作为超级电容电极材料时，可以实现较高的能量密度。然而，Ti₃C₂T_x在储能过程中会出现不可逆的氧化失活反应，而且它与基底间的结合力较差，这将导致碳化钛超级电容的循环稳定性欠佳，极大地阻碍了其作为电极材料的广泛应用。将Ti₃C₂T_x作为活性层与氧化石墨烯（GO）分层复合制作成超级电容电极，覆盖在Ti₃C₂T_x薄膜之上的GO层可以削弱氧化失活反应。同时，对电极的热处理可提升Ti₃C₂T_x对基底的附着力。这使得Ti₃C₂T_x/GO复合电极的充放电循环稳定性明显改善，在5 000次循环之后其容量仍高于初始容量。该设计可为制备高循环稳定性超级电容提供参考。

为了提高半导体检测用深紫外激光器的检测效率，需要搭建高功率、高重频257 nm深紫外皮秒激光器实验平台。本文以光子晶体光纤放大器和腔外四倍频结构为基础，进行了257 nm深紫外激光器的实验研究。种子源采用中心波长为1030 nm、脉冲宽度为50 ps的光纤激光器，输出功率为20 mW，重复频率为19.8 MHz。通过两级掺镱双包层（65 μm/275 μm）光子晶体光纤棒放大结构，获得了1030 nm高功率基频光。利用二倍频晶体LBO、四倍频晶体BBO，采用腔外倍频方式获得了257 nm深紫外激光。种子源通过两级光子晶体光纤放大器输出的1030 nm基频光，输出功率为86 W，经过激光聚焦系统后，倍频得到二次谐波515 nm激光输出功率为47.5 W，四次谐波257 nm深紫外激光输出功率为5.2 W，四次谐波转换效率为6.05%。实验结果表明，该结构可获得高功率257 nm深紫外激光输出，为提高半导体检测用激光器的检测效率提供了新思路。