为了分析和研究激光聚焦位置对金纳米颗粒光致超声信号的影响,采用超声探测器探测超声的同时,利用CCD观测溶液状态。结果表明,当激光脉冲聚焦在比色皿中间时,产生的光声信号为悬浮在溶液中的金纳米颗粒在激光作用下的超声信号；当激光聚焦在比色皿内壁和溶液交界面时,金纳米颗粒光声信号持续时间增加并且变得杂乱,此时,如果超声信号出现周期性振荡,金纳米颗粒溶液从激光聚焦点开始,沿激光方向发生高速流动。此研究对开辟新的微流控研究领域有一定参考意义。

一维纳米材料硅纳米线是目前重要的光电材料之一, 采用化学气相沉积法制备了硅纳米线, 实验研究了不同功率532 nm激光激发下的拉曼光谱和荧光光谱, 随着入射激光功率的增加, 一阶拉曼光谱出现红移和非对称加宽, 而且红移同入射激光功率成正比, 光致荧光光谱出现蓝移和双峰结构。 使用声子限域效应、 应变效应和激光非均匀加热效应对实验结果进行了分析, 并采用matlab模拟了入射激光功率同拉曼频移的理论关系曲线, 结果表明激光非均匀加热效应是引起拉曼光谱和光致荧光光谱变化的主要原因。

石墨烯独特的结构和性能使其在纳米电子、 半导体器件等领域成为研究的热点, 但其零带隙的特性严重限制了其应用。 采用化学气化沉积法制备了多层石墨烯, 并使用溴蒸汽对制备的多层石墨烯进行掺杂, 分析研究了溴蒸汽化学掺杂对石墨烯带隙的影响。 为了对比溴蒸汽掺杂对石墨烯带隙的影响, 使用633 nm He-Ne光分别测量了石墨烯掺杂前和掺杂后的拉曼光谱, 根据拉曼光谱计算了石墨烯费米能级移动与掺杂溴蒸汽之间的关系。 实验结果表明: 溴蒸汽掺杂对石墨烯拉曼光谱G带产生影响; 随着掺杂溴蒸汽体积的增加, 拉曼光谱G带向高频移动并逐渐趋于稳定； G带和2D带强度比也迅速增加, 并最终趋于稳定。 费米能级的移动与G峰位置成线性关系, 利用G峰峰值位置与费米能级实验关系式计算了溴掺杂后石墨烯的费米能级, 分析了化学掺杂对石墨烯带隙的影响。

激光对光学薄膜的损伤仍然是限制高能激光系统的主要挑战。对杂质诱导薄膜损伤的激励进行了研究: 首先对损伤形貌进行了观测, 在此基础上对杂质对薄膜的作用效应进行了分析。研究结果表明: 杂质粒子对薄膜产生的各种效应, 主要分为热力学效应、散射引起干涉效应和激光等离子体破坏效应, 这三种效应的共同作用效果决定了损伤的特点。这些作用效应与粒子的半径密切相关: 当粒子较小时, 激光的沉积量较少, 引起邻近材料的温升较低, 扩散范围较小, 主要是熔化破坏; 当粒子较大时, 激光沉积量较多, 会引起邻近光学材料的汽化和电离, 形成激光等离子体而造成大的烧蚀坑。

以稀土氧化钕和邻非罗林为原料，合成了两种新型钕离子络合物液体激光介质，实验测得该液体激光介质无毒、成本低、热稳定性好，并且易于工业化.在考虑交叉驰豫的情况下，测量了样品的吸收谱和荧光谱，得到Nd3+“绿色”液体激光介质激发过程中各能级粒子数的速率方程，并利用速率方程研究了4F3/2能级荧光强度和Nd3+浓度的关系.结果表明：随着浓度的增加，荧光强度出现先增后减的现象；分析了液体运行温度对样品荧光强度的影响，得到了荧光强度对温度的依赖关系——由于双声子辅助能量转移过程，随着温度的增加，液体荧光强度迅速下降.

采用纳秒激光脉冲对铜金属进行了打孔实验, 对微孔形貌进行了观察并对其热力学过程进行了相应的分析。 研究表明, 微孔的形貌是由凹坑和周围隆起组成, 坑深随着脉冲能量的增加而增加。 热力学分析表明, 激光辐照金属打孔需要两个基本条件: 一是激光脉冲能量的沉积, 使金属材料发生熔化、 汽化以及电离等相变, 使得材料更容易去除; 激光等离子体作为二次热源会更有效把激光脉冲能量耦合到金属表面; 二是激光等离子体的冲击波效应, 这种效应会把发生相变的材料有效及时排出, 从而有效形成微孔。

薄膜内的杂质粒子极易诱导薄膜损伤, 研究了金属粒子诱导HfO2薄膜损伤的特征, 并基于金属粒子的热力学过程进行了分析。 金属粒子对激光的强烈吸收将引起薄膜的熔化、 气化以及电离, 从而引起薄膜的剥离和脱落, 形成圆状坑点; 金属粒子对激光的吸收、 热扩散以及热膨胀效应与其尺寸等密切相关; 从温升规律分析, 在相同激光能量辐照下, 粒子大小引起的温升不同, 从而形成大小不一的点坑状破坏点, 且存在一个温升效应最强的粒径, 最易引起薄膜的损伤; 从金属粒子激光等离子体的辐射效应分析, 金属粒子的辐射谱主要集中在紫外部分, 辐射光子能量比入射激光光子能量强, 具有更强的电离能力, 从而加剧了薄膜的去除。

采用飞秒激光辐照Fe颗粒制备了一种新型可见光水分解催化Fe纳米晶体系。悬浮在蒸馏水和NaCl溶液中的Fe纳米晶在可见光的辐照下实现了完全的水分解。利用气相色谱仪和扫描电子显微镜分析了Fe纳米晶材料可见光光催化储氢特性。结果表明：可见光辐照光催化后, Fe纳米晶表面出现块状和丝状结晶物。

利用氧化钕和盐酸为原料制得Nd(phen)2Cl3(三氯二邻菲罗啉合钕)，测得其光谱特性并以稀土氧化钕、苯甲酸和邻菲罗啉为原料制得绿色液体激光介质钕离子的配合物——NdB3phen（三苯甲酸—邻菲罗啉合钕）.利用飞秒激光器，采用单光束Z扫描法研究了NdB3phen的三阶非线性光学特性.结果表明：当入射飞秒激光脉冲波长为400 nm，峰值功率密度为2.94×1014 W/m2，脉宽为117 fs时，测得样品NdB3phen的非线性折射率为－2.84×10－18 cm2/W；NdB3phen在开孔条件下呈现反饱和吸收现象，测出双光子吸收系数的值为9.11×10－12 m/W.实验结果表明，NdB3phen的双光子吸收系数和非线性折射率随着光强的增强而增大.

为了研究水与纳秒激光相互作用的现象,利用相机拍摄了经显微镜放大之后的击穿区域的图像。激光射入水中后,若激光功率超过击穿阈值,水被击穿,在传播方向上形成纺锤形状的等离子体光点,同时在纵向上出现光束分裂和多丝现象。增大入射能量,传输方向上光点变密,纵向上多丝现象更加明显。利用B-T理论模拟了一维光场经调制之后的光场分布,与实验结果吻合较好。