设计了一种稳定的单纵模273 nm深紫外激光器。采用输出功率为3.5 W、π偏振方向的444 nm激光二极管（LD）与σ偏振方向的441 nm LD的偏振合光作为泵浦源，端面泵浦长度为7 mm的Pr³⁺∶LiYF₄晶体，同时使用长度为5 mm的β-BaB₂O₄（BBO）晶体进行腔内倍频，利用法布里-珀罗（F-P）标准具进行单纵模的选取。当LD输出总功率为6240 mW时，可获得功率为32 mW的单纵模273 nm深紫外激光稳定输出。测量结果表明：光谱线宽小于80 fm，1 h均方根（RMS）功率稳定性优于1%。本研究方案在光生物学、半导体检测等领域具有较高的应用价值。

在光通信、光学传感、精密测量、量子技术及原子物理等多个领域的需求牵引下，单纵模连续波激光器的输出稳定性和噪声特性需要进一步提升。本文针对单纵模激光器噪声中对输出功率稳定性起主要影响作用的强度噪声进行了讨论，阐述了其主要来源和产生机理，在此基础上对比分析了国内外当前主要的单纵模激光器强度噪声抑制技术和方法。为了提升大型激光装置前端系统中单纵模光纤激光器的输出稳定性，开展了基于半导体光放大器的强度噪声抑制技术研究，实现了强度噪声的有效抑制。

提出并实现了一种工作在2050 nm波段的单纵模窄线宽掺铥光纤激光器。使用3个耦合器组成的新型复合双环腔抑制密集的多纵模，结合未泵浦的掺铥光纤（作为饱和吸收体），实现了激光的单纵模激射和窄线宽输出。实验结果表明：室温下，激光器的中心波长为2048.76 nm，光信噪比为68 dB。通过60 min的连续测量，得到激光的输出功率波动不大于0.15 dB，中心波长漂移不大于0.02 nm，证明了所设计的激光器具有良好的波长稳定性和功率稳定性。使用基于3×3光纤耦合器的相位解调系统对激光器的频率噪声特性进行测量，并进一步结合β分割线法测量线宽。当测量时间为0.001 s时，激光器的线宽为9.17 kHz。当频率高于1 MHz时，相对强度噪声低于-125.69 dB/Hz。该激光器在激光雷达和空间光通信系统中具有广阔的应用前景。

研制了一种具有频率调谐功能的 2 μm 波段分布 Bragg 反射 (DBR) 型单纵模光纤激光器。该激光器基于石英玻璃单模掺铥光纤和 793 nm 半导体激光器泵浦源, 其光电器件分离集成在 1U 机箱内。通过内置压电陶瓷 (PZT), 可实现对激光频率的快速调谐，调谐范围约 6 GHz; 通过 TEC 温度控制, 可实现对激光频率在 29 GHz 范围内无跳模调谐。单纵模激光输出功率为 18.2 mW, 输出激光信噪比大于 60 dB, 泵浦转换效率达 27%。 该激光器样机可望在高分辨光谱、量子信息以及非线性频率变换等领域发挥重要作用。

设计并演示了一种2 μm波段高信噪比混合复合谐振腔型单纵模（SLM）掺铥光纤激光器（TDFL）。混合复合谐振腔由基于3个均匀光纤布拉格光栅（FBG）和2个光纤耦合器（OC）的非对称线形复合四腔和基于另外2个OC的双OC环形腔组成。基于游标原理，非对称线形复合四腔可以实现激光SLM选择。双OC环形腔作为窄带滤波器，进一步确保激光器长时间SLM稳定运行。采用放大的1567 nm激光泵浦掺铥光纤，当泵浦功率为2.80 W时，激光输出中心波长为2049.160 nm，输出功率为15.47 mW，光信噪比高达75.65 dB，200 min测量时间内波长和功率波动分别小于0.005 nm和0.85 dB，10 min测量时间内激光可以保持稳定的SLM运行，激光器的阈值泵浦功率和斜率效率分别为1.75 W和1.43 %。提出的TDFL在自由空间光通信、激光雷达、光学传感等领域具有潜在的应用价值。