体系的组分及载流子泄露问题；开展外延结构与器件的优化设计，研究低缺陷、低光波导损耗生长工艺，降低阈值电流密度、提升受激辐射量子效率，提高光束质量，改善温度特性；优化腔面的无吸收、钝化以及镀膜工艺，提高腔面损伤阈值，提高输出功率；研发LD外延生长、工艺制作及器件封装的相关测试设备。
考核指标：实现～640 nm红光半导体激光器单管最大输出功率＞1 W（40℃），电光效率＞35%；红光激光器生产成本降到5美元/W，寿命＞2万小时。
7.2 高光束质量、低阈值、长寿命、低成本蓝绿光LD材料及器件关键技术与工程化研究
研究内容：针对激光显示对蓝绿光LD的光谱、光束质量、效率、功率、寿命、成品率等严格要求，研究AlInGaN材料体系的组分及p型掺杂活化等调控LD发光特性技术；开展外延结构与器件的优化设计，研究低缺陷、低光波导损耗生长工艺，降低阈值电流密度、提升受激辐射量子效率，提高光束质量，改善温度特性；优化腔面的无吸收、钝化以及镀膜工艺，提高腔面损伤阈值，提高输出功率。
考核指标：实现～450 nm蓝光、～520 nm绿光半导体激光器单管最大输出功率分别＞1 W和0.5 W，电光效率分别＞30%和10%；蓝光和绿光激光器生产成本分别降到7美元/W、20美元/W以下，寿命＞2万小时。
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8. 千瓦级准连续全固态激光材料与器件关键技术 8.1 千瓦级准连续全固态激光材料与器件关键技术 研究内容：研究高功率高光束质量半导体激光芯片技术；研究高重频、大能量纳秒脉冲对激光晶体及光纤材料的损伤机理；研究高功率密度脉冲激光无损剥离金属材料表面附着物机理；研究高效泵浦技术、高功率振荡器高效脉冲关断技术、脉冲激光放大中的功率提取技术；开展大梯度低损耗石英材料熔接技术、千瓦级高功率准连续激光光纤耦合关键技术、千瓦级百纳秒准连续激光器整机集成技术研究。
考核指标：研制出功率＞30 W，光谱线宽＜1 nm，光束质量M2＜2的半导体激光芯片及高效泵浦技术；开发出关断功率＞1 kW、重复频率～20 kHz、脉宽＜100 ns的400 μm光纤耦合全固态准连续激光器；研制出适用于千瓦级准连续激光器的大梯度（400μm:8mm）端帽直接熔接技术及熔接损耗＜2％的传能光缆。
9. 超短脉冲、单频及中红外激光材料与器件关键技术 9.1 超短脉冲、单频及中红外激光材料与器件关键技术 研究内容：面向高端精密制造等应用需求，研究高峰值功率超快激光核心器件与关键技术，发展高效率超短脉冲啁啾放大技术以及色散补偿和脉冲压缩技术，突破～300 W精细加工用超快激光器关键技术，探索获得高通量阿秒脉冲激
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光的方法；突破固体单频激光器及高效高功率中红外激光器关键技术。
考核指标：研制出平均功率～300 W、～20 ps、～MHz超快激光器工程化样机；建成单脉冲≥100 nJ、波长≤50 nm的百阿秒激光装臵；研制出单脉冲≥20 mJ、脉宽≤ 300 ns的1645 nm调Q单频固体激光器及平均功率≥100 W的1064 nm连续单频固体激光器，线宽分别小于100 kHz及1 MHz，稳定性均优于?1%；开发出波长1.5～5μm连续可调的纳秒脉冲中红外激光器，平均功率：30W@2.1μm，10W@4.3μm；功率稳定性（RMS）：≤3%@8小时。
10. 半导体光传感材料与器件关键技术及应用 10.1 气体有源红外光传感材料与器件
研究内容：研究红外半导体激光/探测材料的外延生长技术，研制气体传感用中远红外有源光传感材料与器件，近红外波长可调谐和大功率单纵模有源光传感材料与器件，中远红外低噪声半导体探测材料与器件，基于微腔激光器及集成器件的光学传感器，研究红外气体传感半导体激光器集成封装技术，构建基于光谱吸收法的波长可调谐半导体激光气体监测系统，实现其在环境监测或工业安全等领域的示范应用。
考核指标：1.5～1.8 μm波段波长可调谐激光器，功率＞10 mW、波长调谐范围＞10 nm；2 μm波段室温连续工作半
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导体激光器，单模输出功率＞10 mW；4～12 μm波段室温连续工作中远红外半导体激光器，单模输出功率＞500 mW。实现与环境污染、工业安全相关气体的快速、实时高灵敏传感检测，甲醛、氮氧化物、二氧化硫、一氧化碳、二氧化碳、氯化氢的检测灵敏度优于1 ppm，丙烷检测灵敏度优于100 ppm。
10.2 微纳生化传感材料与器件
研究内容：研究面向传感应用的金属微纳结构材料、负折射率超材料和高增敏微纳结构材料；研究基于纳米光子学生化传感、微纳机械结构谐振子传感的新机理，发展具有实时、便携和快速分析功能的检测新技术、新方法；研究高性能微纳生化传感器芯片与微纳流体材料前处理单元、传感检测单元的系统集成技术；实现高通量、高性能微纳生化传感技术在癌症早期检测或环境监测等中的应用。
考核指标：高通量、高性能微纳生化传感器芯片3～4种，单芯片上传感单元数量不少于9个，传感单元的重复性＞90%，样品消耗量＜50 μL，分析时间＜10分钟，癌症标记物检测限＜10 ng/ml；微纳机械结构谐振子生化传感器Q值＞500。搭建折射率传感灵敏度优于1×10-5 RIU、参数不少于6个的快速生化检测系统。
10.3 光纤传感材料与技术应用
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研究内容：研究大容量、多参量传感光纤，高性能耐高温传感光纤，多芯结构传感光纤；高温、高压、高增敏的光纤光缆；半导体窄线宽激光器/可调谐激光器；高灵敏、动态范围、低功耗、大尺度的高性能光纤传感器及大容量、多参量的传感系统；全光纤分布式声传感技术和全光纤连续分布式温度、应变传感系统；实现其在国家重大工程或物理海洋领域的典型示范应用。
考核指标：大容量、多参量传感光纤损耗＜0.5 dB/km，光纤强度＞50 N，单根传感光纤上光栅的数量≥10000个；耐高温光纤材料及光纤传感器能在700 ℃下稳定工作。用于高精度测量线宽＜5 kHz的窄线宽激光器；分布式声传感器传感距离＞8 km，光纤压力传感器精度优于0.1%，加速度传感器灵敏度优于10 ng，干涉仪集成的多芯光纤传感器；温度应变传感系统传感距离＞80 km，光纤水听器灵敏度为 -90 dB～-160 dB (re Rad/μPa)。构建40 km周界安全系统、8 km分布式声音监听系统、形变传感分辨率优于1×10-10的光纤地震台网、复用数＞4000个的传感系统。
11. 新型高密度存储材料与自旋耦合材料研究 11.1 新型高密度存储材料与器件
研究内容：研究阻变存储器与相变存储器材料的设计、筛选、优化及器件结构设计，获得低功耗、高可靠、抗串扰、性能均一、易于大规模集成的存储器单元；研究选通器件的
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