在应用于自动驾驶的相位调制连续波（PhMCW）激光雷达测距系统中，测量中频（IF）信号的脉冲宽度是关键问题，时间数字转换器（TDC）模块对IF信号的测量决定了PhMCW激光雷达的测距范围与精度。然而传统的TDC实现方法测量范围很小，且实现大测量范围时系统复杂度高，难以应用于自动驾驶。为了实现高精度大范围的TDC模块，采用基于现场可编程门阵列（FPGA）的严格计数链法，在保证比较高的测量精度的前提下，增加很少的资源使用量就可以扩大测量范围，设计简单。该TDC模块能够实现1.24 μs的时间测量范围，对应最大探测距离为186 m。利用信号源产生不同脉宽的被测信号进行实际测试，获得了最佳为26.42 ps的测量精度，对应测距精度为3.96 mm，优于现有商用激光雷达50 mm的测距精度。对200 ns脉宽的过采样数据包进行了频谱分析，证明了TDC测试结果受开关电源噪声影响。最后，搭建PhMCW激光雷达系统进行应用验证，实现了0.3~7 m飞行时间探测，从而证明了该TDC测量方法的可行性。该方法在激光雷达测距领域具有广阔的应用前景。

激光被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”,与原子能、计算机、半导体并称为20世纪新四大发明。大功率半导体激光器在工业加工、医疗美容、光纤通信、无人驾驶、智能机器人等方面有着广泛的应用。如何实现大功率半导体激光光源,一直以来都是国际的研究前沿和学科热点。为此,简述了大功率半导体激光器的发展历史,综述了大功率半导体激光器的共用技术,包括大功率芯片技术和大功率合束技术,并对大功率半导体激光的发展方向进行了展望。

基于红绿蓝(RGB)三基色直接半导体激光器合成的白激光光源具有转换效率高、显色指数好、输出功率高等优点，是新一代的理想照明光源和显示光源之一。基于RGB三基色半导体激光器件，通过空间合束、波长合束等，三基色光耦合进单光纤，光纤输出合束光功率超过100 W。根据色度学原理进行颜色功率配比，获得了功率达63 W、色温为5 710 K的白光输出，与标准白光D65相比色温偏差小于12.2%。在此基础上，调整红色激光输出功率，获得了功率达58.4 W、色温为6 480 K的白光输出，与标准白光D65相比色温偏差小于3.08%。基于该光源，通过调整激光功率配比，可实现不同色温的合束激光输出。

780.0 nm窄线宽、高功率半导体激光器对于发展Rb碱金属蒸汽激光器具有重要意义。为获得好的泵浦效果, 泵浦光谱与碱金属蒸汽的吸收光谱需严格匹配, 必须压窄半导体激光输出线宽, 且稳定中心波长。反射式体布拉格光栅（RVBG）外腔反馈是目前实现窄光谱光源的主要方案之一。本文提出了快轴准直镜-光束变换器-慢轴准直镜-反射式体布拉格光栅（FAC-BTS-SAC-RVBG）的结构, 压缩入射到RVBG的激光发散角, 提高RVBG有效反馈率, 相对于常规的“FAC+SAC+RVBG”结构, 提升光谱锁定效果。基于“FAC+BTS+SAC+RVBG”结构, 研制出780 nm窄线宽激光器, 连续功率达到47.2 W, 通过对RVBG精确温控, 可将中心波长稳定在780.00 nm。采用单模光纤探测, 光谱宽度为0.064 nm（FWHM）, 温漂系数为0.001 2 nm/℃, 电流漂移系数为0.001 3 nm/A, 可用于Rb碱金属蒸汽激光器泵浦。