高质量氧化镓薄膜的获得是实现高性能氧化镓电子和光电子器件的重要前提条件之一。采用脉冲激光沉积技术,在室温下蓝宝石衬底上沉积氧化镓薄膜,并在氧气氛围下进行不同温度的退火,研究氧化镓薄膜特性的变化规律。结果表明:室温下沉积的氧化镓薄膜为非晶态,随着退火温度的升高,薄膜结晶程度变高,禁带宽度变大;退火前后氧化镓薄膜中都存在两种氧化价态镓,说明薄膜处于晶格氧缺失的状态;随着退火温度的升高,低价态镓比例减少,晶格氧的比例增加,薄膜质量升高;然而,过高的退火温度导致衬底中的铝扩散进入薄膜,薄膜质量变差,室温下生长的薄膜质量较差且与衬底之间的热膨胀系数和晶格失配,导致氧化镓薄膜高温退火时出现开裂的现象。

使用含镁摩尔分数为5%的掺镁铌酸锂晶体对57.4 fs脉冲在1550 nm通信波段进行了Ⅰ型(o+o-e)和0型(e+e-e)的倍频对比实验。对于Ⅰ型倍频, 在4.3 GW/cm2的峰值功率密度下得到了谱宽为28 nm、脉宽为79 fs的谐波脉冲, 转换效率最高达54%; 对于0型倍频, 在3.7 GW/cm2的峰值功率密度下得到了谱宽为2.1 nm的谐波脉冲, 转换效率最高为40%。分别从飞秒脉冲多波长成分的相位匹配(频域)和基波与谐波脉冲的群速度匹配(时域)两个角度, 对倍频过程中基波脉冲和谐波脉冲的演变进行了详细分析。发现同时满足多波长成分相位匹配时, 传播中谐波的谱宽能维持不变; 而仅满足中心波长相位匹配时, 谐波光谱则随着传播长度的增加而逐渐变窄。

利用金属有机物气相沉积技术(MOCVD)在(0001)蓝宝石衬底上生长了 GaN 基垂直腔面发射激光器(VCSEL) 的多量子阱腔层结构。X射线衍射测量显示该多量子阱具有良好周期结构和平整界面。运用键合及激光剥离技术将该外延片制作成 VCSEL，顶部和底部反射镜为极高反射率的介质膜分布布拉格反射镜 (DBR)。在室温、紫外脉冲激光的泵浦条件下，观察到了VCSEL明显的激射现象，峰值波长位于447.7 nm，半高宽为0.11 nm，自发辐射因子约为6.0×10-2，阈值能量密度约为8.8 mJ/cm2。在大幅度降低制作难度的情况下，得到目前国际最好结果同样数量级的激射阈值。降低器件制作难度有利于制备的重复性，有利于器件的产品化。

微型拉曼光谱仪的核心部件是分光芯片，研制出适应微型拉曼光谱仪微型化、加工精度高、成本低的新型分光芯片对于打破目前的国外技术专利封锁，获得属于我国的自主知识产权具有重要意义。将本来诞生于光通信领域的阵列波导光栅用于微型拉曼光谱仪是研究的新思路，其具有尺寸小、精度高、工艺简单、易于批量生产的优点。总结介绍了用于微型拉曼光谱仪分光芯片的阵列波导光栅在国内外的研究进展，并且作了相应的分析，提出了一定的改进方法。

采用半导体激光器(LD)端面抽运声光调Q 的Nd:YVO4激光器做为抽运源，选用周期性极化掺氧化镁铌酸锂晶体(PPMgLN)，通过优化抽运光光束质量和模式匹配，获得了中红外光参变振荡器。实验发现，对于确定的LD 抽运功率，当重复频率较小，输出功率随着重复频率的增加而增加，但是达到某一重复频率时，输出功率便随着重复频率的增加而减少。改变PPMgLN 晶体的周期，实现了中红外2.95~4.16 mm 宽带调谐。