垂直腔面发射激光器(VCSEL)具有圆型对称光斑，不需要进行复杂的光束整形，与光纤的耦合效率高，容易实现高功率输出的二维面阵等优点，在工业、医疗、通讯、国防安全等领域均具有重要的应用前景。开展大功率垂直腔表面发射激光器材料结构、器件结构的理论研究及优化设计，深入探索影响激光器效率及输出功率的机理问题，研究腔内倍频，探索高光束质量光泵浦垂直腔面发射激光器，实现高效率吸收和大功率输出，解决材料设计和器件工艺中的关键瓶颈技术，研制出脉冲输出百瓦级大功率面发射激光列阵，探索其在激光测距、引信、显示、通信等领域的应用。