（1）掺杂纳米晶激光。探索新波长新型激光器，基于掺杂纳米晶结构对激活离子的能级进行调控，这将是拓展现有激光介质输出激光波长范围的一种有效途径，具有重要的科学研究意义。首次研制了Cr2+：ZnSe 掺杂纳米晶激光器，实现了2194nm 激光输出，光谱蓝移量超过150 nm；发表论文Nanocrystalline Cr2+-doped ZnSe Nanowires Laser. (Nano Lett.，影响因子为12.940)。四川省科技厅组织专家成果鉴定为国际领先水平。该项成果入选了《中国激光》评选的2013 年度“中国光学重要成果”，被Progress in Materials Science (影响因子为31.14)等著名学术刊物正面引用，引起了国内外同行的广泛关注。

（2）高光束质量全固态激光。在国家自然科学基金重大项目、国家高技术计划项目等的支持下，多家单位历经十余年产学研合作，在大模体积激光谐振腔、大面阵LD 整形与匀化技术、高功率负载光学元件的表面/亚表面杂质粒子诱导激光损伤机理研究、像差预补偿技术及闭环控制等方面取得突破，获得了2016年度四川省科技进步一等奖。

（3）高功率激光光束质量表征。针对目前国际上对高能激光光束质量评价没有统一评价标准的现状，制定了表征高功率激光光束质量的M 矩阵国家标准(GJ/T 32831-2016)。提出了M 矩阵概念和表征方法，建立了相应的测试装置，为高功率激光光束的表征与控制提供了新思路。M 矩阵表征新方法不仅涵盖了现有的M2 定义的激光光束质量参数，还可有效表征高功率激光束的像散和扭曲等特性，通过该方法可以检测光束畸变并实施有效校正手段，为高功率激光光束质量的提高（这对全固态激光器亮度的提高至关重要）起到了重要的指导作用。研制成功激光M 矩阵测试仪，解决了高能激光光束质量评价及控制的难题。发明了M-Z/PDI 和CCP/PDI 的复振幅快速重建方法，解决了激光光束质量快速测量的问题，获授权美国发明专利和授权中国发明专利。

（4）微纳器件及传感。基于激光微纳加工等独特手段，构建了微纳传感器，实现了温度、折射率等的高精度测量。