在实用化的高速量子随机数产生器的应用中，使用Toeplitz矩阵作为后处理方法提取量子随机数随机性已成为一种主要的技术路线。然而，Toeplitz矩阵更适合于硬件计算而不适合软件运算，通常需要搭建专门的现场可编程门阵列（FPGA）电路才能进行快速运算。基于自发辐射放大（ASE）的量子随机产生器，提出一种基于简单哈希函数的快速后处理方式。这种方式的时间复杂度仅为O（N），小于Toeplitz矩阵的O（NlogN），并且相对另一种常用的后处理方法，最低有效位（LSBs）后处理，具有更高的随机数提取效率。实验中由所提后处理方法计算得到的随机数已通过美国国家标准与技术研究所（NIST）随机性检测。

基于后向泵浦结构搭建了1050 nm光纤激光放大器，将20/400 μm的双包层大模场掺镱光纤作为增益光纤，采用976 nm稳波长半导体激光器作为泵浦源。通过优化增益光纤长度，对短波长光纤放大器中的放大自发辐射效应进行抑制。采取优化种子时序稳定性的方法提升受激拉曼散射效应的阈值，实现了最高3.5 kW的功率输出。在最高输出功率下：输出激光在X方向和Y方向的光束质量因子分别约为1.33和1.25，此时的3 dB带宽为4.07 nm，光光转换效率为86.3%；时域信号稳定，没有出现模式不稳定现象。

为了研究不同形状的防辐射屏自发辐射对探测器的影响并找出影响最小的防辐射屏形状, 采用理论计算对抛物面、双曲面、半椭球面(含半球面)、台柱面(含圆柱面和圆椎面)的防辐射屏内屏自发辐射至探测器的功率进行了系统分析。结果表明, 各种形状防辐射屏自发辐射至探测器的功率随防辐射屏高度与底面半径比值的增大而先减小再增大, 其中最大值为与探测器尺寸相关的常数, 最小值出现在防辐射屏高度与底面半径接近或相等时; 当防辐射屏为半椭球面且高度和底面半径相等(即半球面)时, 自发辐射至探测器的功率小于其它任何形状的防辐射屏, 且与防辐射屏尺寸及顶部开小孔与否无关。本研究能为防辐射屏结构设计提供有价值的参考。

原子相干是控制光与原子相互作用的有效方法。本文对比研究不同三能级原子系统中自发辐射相干对电磁感应相位光栅的影响。结果发现, 自发辐射相干可以显著增强一阶衍射效率, 但是不同系统一阶衍射增强的程度不相同, 与原子相干程度的依赖关系也有区别。对于Lamda和Ladder型系统, 一阶衍射效率随自发辐射相干程度的增强而增强, 其中Ladder型系统更明显。与此不同, 对于V型系统, 在自发辐射相干程度相对较小的区域出现一阶衍射效率的增强。

提出并设计了一种双向泵浦、双程结构的掺铒光纤放大自发辐射宽带光源。对该光源的实现方案和优化效果进行了实验研究，并分析了该光源的输出功率转化效率、光谱平坦度以及工作稳定性。结果表明，和前向泵浦ASE输出相比，该结构所产生的宽带光源泵浦转化效率提高8.24%，在不加任何滤波器条件下1525~1557nm之间光谱平坦度提升1dB，3dB线宽增加24.56nm。实现了1h内光功率和光谱的稳定输出，可为光纤传感、光谱分析等领域提供光源。

实验设计和研究了一种激光二极管(LD)角侧泵浦Nd∶YAG电光调Q激光器，实现了高效率1064 nm脉冲激光输出。以低掺杂Nd∶YAG晶体为增益介质，将Sm∶YAG吸收材料键合在Nd∶YAG晶体四周(非激光方向)用于抑制放大自发辐射(ASE)和寄生振荡，将YAG晶体键合在Sm∶YAG晶体上以构成复合板条激光晶体。采用对称角侧泵浦方式直接抽运，泵浦光在复合板条激光晶体中多次全反射，多次被Nd∶YAG晶体吸收，可用于实现长光程吸收，提高泵浦光吸收效率。在重复频率为5 Hz、输入电流为170 A的条件下，获得了单脉冲能量为106 mJ、脉宽为15 ns的激光输出，光光转换效率为30.1%，输出能量动静比高达94.64%。实验结果表明：所设计的复合板条激光晶体结构有效抑制了ASE和寄生振荡，所提方法为1064 nm调Q脉冲激光的高效率输出提供了有效途径。