高功率激光器在工业应用领域的需求不断增长，提高光-光转化效率是降低其生产制造成本的关键途径。针对提高激光器光-光转化效率所面临的增益介质的热负荷问题，利用锁定波长的969 nm“零声子线”泵浦、自主研制的高性能Yb∶YAG薄片晶体和48冲程泵浦系统等，搭建了高效的连续Yb∶YAG薄片激光器系统，实现了最高输出功率373 W，光-光转化效率可达73.37%。其优异性能为后续开展千瓦级超快Yb∶YAG薄片激光器研究奠定了基础。

采用多级串联的主振荡放大技术，将SESAM锁模的种子光通过多级串联端泵Nd∶YVO₄晶体放大，产生平均功率为148.7 W、重复频率500 kHz~4 MHz、脉冲宽度8 ps的1 064 nm基频光，同时开展了LBO晶体高效率二倍频的研究。通过优化相位匹配，实现了平均功率为95 W的532 nm皮秒激光输出，光-光转换效率达65%，光束质量因子M_X²=1.27/M_Y²=1.42，6 h功率抖动均方根低于0.8%。该绿光皮秒激光系统具有平均功率高、转换效率高、光束质量好、稳定性高、重频可调等优点，可以被作为皮秒激光加工系统的光源，被应用于科学研究和工业加工领域。

基于70 nm InP HEMT工艺，设计了一款五级共源放大级联结构230~250 GHz低噪声太赫兹单片集成电路（TMIC）。该放大器采用扇形线和微带线构成栅极和源极直流偏置网络，用以隔离射频信号和直流偏置信号；基于噪声匹配技术设计了放大器的第一级和第二级，基于功率匹配技术设计了中间两级，最后一级重点完成输出匹配。在片测试结果表明，230~250 GHz频率范围内，低噪声放大器的小信号增益大于20 dB。采用Y因子法对封装后的低噪声放大器模块完成了噪声测试，频率为243~248 GHz时该MMIC放大器噪声系数优于7.5 dB，与HBT和CMOS工艺相比，基于HEMT工艺的低噪声放大器具有3 dB以上的噪声系数优势。

结构光照明显微（SIM）具有成像速度快、对样品损伤小，以及对荧光标记物和标记程序无特殊要求等优点，成为研究活细胞结构和动态过程的重要成像手段之一。介绍了一种大视场、双模式（条纹/点阵）SIM显微技术。该技术结合二维光栅投影产生条纹/点阵结构光，空间光调制器选择条纹方向和实现相移，打破传统SIM中条纹数量受数字投影设备像素个数限制的瓶颈，同时保持了传统SIM成像速度快的优势。实验结果表明：该技术在20×/0.75数值孔径物镜下可获得690 μm×517 μm成像视场和1.8倍空间分辨率提升，其空间带宽积是传统SIM的3倍。该技术有望被应用于生物学、化学和工业等领域。

提出了一种采用结构光照明的迈克尔逊非相干数字全息成像系统，该系统利用空间光调制器SLM实现水平和竖直方向的余弦光栅照明模式，以提高成像系统的横向分辨率。利用MATLAB软件进行仿真成像和数值重建，得到了该系统下的高分辨率重建像，从理论上证明了这一方法可以有效提高非相干数字全息系统的分辨率。搭建了相应的非相干光自干涉数字全息成像系统，通过对USAF1951分辨率板进行成像，从实验上进一步验证了基于结构光照明的超分辨成像方法对该成像系统的适用性。