大功率激光治疗过程中, 避免表皮及正常组织的热损伤副作用, 是保证激光治疗安全性和有效性的关键。本文采用具有高制冷性能的医用134a制冷剂, 通过对高压储液罐、密闭传输管路、高速雾化喷射装置以及电子学控制等系统的设计, 形成了可与治疗激光不同时序输出、对皮肤和组织进行实时快速冷却的瞬态喷雾冷却系统。通过研究喷洒时间、喷射距离、类皮肤材料温度变化之间的量效关系, 验证了装置的冷却效果。实验结果表明, 在20~50 ms喷洒时间内可将组织温度降低40~60 ℃。冷却系统的生物兼容性、耐压性、密封性通过了医疗器械注册检验。并联合大功率1 450 nm半导体激光用于面部痤疮的临床治疗, 189例轻中度痤疮患者在连续治疗4次后治疗的总有效率达873%, 未出现皮肤热损伤。该瞬态喷雾冷却系统可与各类激光治疗设备集成应用, 提高了现有激光治疗技术的安全性、有效性和治疗范围。

为了实现大功率激光溶脂仪安全、稳定的输出, 设计了1 470 nm大功率半导体激光溶脂的控制系统。对该控制系统所采用的驱动模块、温控模块、主控模块和人机交互模块等进行了研究。首先, 采用FPGA实现恒流源的数字控制, 功率反馈闭环实现恒功率控制,以提供1 470 nm大功率激光器和弱激光红光指示的驱动, 单片机负责实现RS232的协议解析。采用数字模拟PID混合控制, 根据NTC的反馈对TEC进行驱动实现激光器温度控制。设计了基于ARM Cortex-M3架构的STM32F系列微处理器主控模块和人机交互模块, 实现了相关数据的输出显示与存储、触摸屏驱动及响应以及各接口控制。最后, 利用MDK平台编写控制软件并对整机控制系统进行联调和测试。实验结果表明: 整机输出功率与设置功率的偏差小于2%, 安全性能符合国家医用电气安全通用标准的要求。该系统能够满足1 470 nm大功率半导体激光溶脂仪的稳定可靠、安全性高、抗干扰能力强等要求。

研究了大功率底发射垂直腔面发射激光器（VCSEL）单管器件光束质量，分析了电流、出光孔径、衬底厚度等因素对M2因子、远场发散角、近场及远场光强分布等的影响。使用有限元的方法对不同电极及不同氧化孔径时有源区中电流密度的分布进行了计算，为了获得高功率、高光束质量的VCSEL器件，选择氧化孔径为650 μm以及P面电极直径为580 μm，在对电流进行有效限制的同时实现了有源区中电流密度的均匀分布，从而抑制远场光斑中边模的产生，改善了光束质量。

在全息光栅曝光光路中，基底的定位误差会直接影响光栅的技术指标。对平面全息光栅会造成光栅周期误差，对凹面全息光栅则会增大其像差。分析了全息光栅洛艾镜干涉系统中使用叠栅条纹方法调整干涉场周期时，标准光栅定位误差及基底定位误差对光栅周期的影响,指出通过调整基底使其与标准光栅表面平行可以补偿由标准光栅和基底定位误差带来的光栅周期误差。

为了获得较大的尖锐度, 提升微环传感器的灵敏度, 提出利用眼型谐振腔结构在下路端输出的非对称Fano谐振光谱, 眼型谐振腔由一个外环和内环构成, 外环与总线波导耦合, 内环与外环耦合.利用传输矩阵法对下路端输出光谱进行了数值计算, 在不同剩余电场比例系数下, 发现非对称Fano谐振峰的尖锐度随电场剩余比例系数的增大而增大;改变外环与总线波导间的场强耦合系数和内环与外环之间的场强耦合系数, 其尖锐度的最大值随外环和内环场强耦合系数变化缓慢增大, 尖锐度最大值处谐振点传输系数值在不同电场剩余比例系数和内外环场强耦合系数下稳定在－6 dB附近.因此利用眼型谐振腔结构下路端的Fano谐振峰, 可获得对耦合系数不敏感的尖锐度和谐振点传输系数, 降低器件对耦合区加工准确度的要求.

提出了一种极紫外(EUV)单色仪定标新方法。对Mcpherson247型EUV单色仪进行波长定标，通过测量标准气体He空阴极光源的两条发射光谱30.38 nm和58.43 nm和标定过的中心波长为13.90 nm的Mo/Si多层膜反射镜的反射率峰值位置，在单色仪的运动轨迹上将所定的标准点作相应的标识，并用Origin软件进行处理。分析标定结果，得出了在12～60 nm波段内，用激光等离子体光源软X射线反射率计测量多层膜反射镜反射峰值位置时，测量准确度为0.09 nm，测量重复性为±0.04 nm。测量误差主要来源是光源的不稳定性和机械转动误差。