激光的二倍频效应是非线性光学研究最普遍的一种频率转换现象，为了得到较高的频率转换效率，要求材料满足入射光和出射光之间的相位匹配条件。目前研究者们普遍利用周期结构的非线性晶体作为激光倍频材料，但是除了工艺复杂，成本较高以外，一种周期结构只能满足单一波长泵浦光的相位匹配，如果要满足其他波长的非线性频率转换，就需要对非线性晶体进行温度或角度调整，这也增加了额外的成本和不便。而激光在以铌酸锶钡晶体为代表的结构完全无序的非线性晶体中，由于其特殊的无序铁电畴结构，较大的非线性光学极化率，以及在较宽波长范围内透明度高等性质，可以同时实现大波长范围内任意波长激光的非线性频率转换，而无需对晶体进行温度或者角度调整。我们主要研究了激光在结构完全无序的透明非线性晶体中的频率转换现象，其最直接的应用，就是可以提供任意波长的量子光学研究的纠缠态光子。进一步，我们通过空间相位调制器来调制入射光波前相位，从而实现无序非线性晶体激光倍频信号的光空间强度分布的任意图样控制，这在激光通讯与加密，生物微观组织的显微观察，无棱镜光学聚焦，制备新型激光探测器和新型大波长范围随机激光器等方面，有十分广阔的应用空间。
    分布式光纤传感技术（DOFS）作为一种新型的结构健康监控系统，具有绝缘、抗电磁干扰、传感距离长等优点，已成为目前光纤传感应用国内外的研究热点，具有广阔的应用前景。通过探测光纤中反射回来的瑞利散射，可以反应光纤任意位置处的应变或者温度变化情况。通过增强光纤中的瑞利散射和受激拉曼散射，研究和改进了光纤随机激光器的特性，由于光纤随机激光器的谐振腔不受环境影响，以光线随机激光器为光源，可以极大地增强光纤传感的稳定性。另外，通过增强光纤中的瑞利散射，改进目前光纤传感器对温度和应力的测量范围和精度等，并发展其在实际工程中的应用。