全固态连续单频455 nm 蓝色激光与铯原子高能态跃迁吸收线62S1/272P3/2相匹配, 是发展远距离水下量子通讯的重要光源。且455 nm 激光还对应于钡离子138Ba2+的跃迁能级6S1/26P3/2, 应用于量子计算领域, 有利于减小量子计算及精密测量的系统误差。本文设计了内腔倍频式全固态高功率连续单频455 nm 蓝光钛宝石激光器, 优化了激光器谐振腔结构与激光振荡阈值, 采用准相位匹配的MgO:PPSLT晶体作为内腔倍频器, 当绿光泵浦功率为11.5 W 时, 获得了最高输出功率为427 mW 的单频455 nm 蓝色激光, 光光转换效率为3.7%, 蓝光光束质量M2因子优于1.18。

利用全固态单频绿光激光器作为抽运源抽运钛宝石晶体，采用六镜环形谐振腔结构。在谐振腔内插入I类临界相位匹配的LBO 晶体进行腔内倍频，TGG 晶体和宽带半波片(HWP)组成的光学单向器保证单频运转。加入三片厚度分别为1、2、4 mm 的双折射滤波片组合和一片0.25 mm 的控温标准具片作为调谐元件，实现了高功率单频可调谐461 nm 蓝光钛宝石激光器。在14 W 的抽运功率下，选取LBO 倍频晶体的最佳长度为7.3 mm 时，获得了最大功率为1.02 W 的单频可调谐蓝光输出，中心波长为460.86 nm，3 h 内其长期稳定性优于±1.3%，光束质量得到了明显的改善，其M²因子优于1.59，蓝光最大调谐范围为20 nm。

从理论和实验分析讨论了全固态连续单频可调谐钛宝石激光器的输出功率与最佳耦合透射率以及腔内损耗之间的关系,并根据实验数据确定的腔内损耗和最佳透射率,设计和优化激光器,使其输出功率和稳定性都得到较大提高。当抽运功率为8 W,输出耦合镜的透射率为3.1%时,可调谐钛宝石激光器的输出功率达到2 W(792 nm),斜率效率为37.6%,1h内的功率稳定性优于±0.5%,波长调谐范围720-820 nm,激光器被锁定后,10 s内其频率稳定性优于±134 kHz,15 min内的频率稳定性优于±3.3 MHz。

通过对钛宝石激光器谐振腔的像散补偿、稳区、模式匹配和调谐元件设计等问题的分析,设计了短腔长、稳定性好的连续单频可调谐钛宝石激光器。利用自行研制的4 W连续单频绿光激光器作为抽运源,在波长为780 nm处获得了670 mW的连续功率输出,其长期功率稳定性优于±0.4%,输出激光的光束质量因子M2<1.1。利用自行设计的锁相环路和电子伺服系统(PI电路)对激光器进行锁定,锁定后在整个波长调谐范围(750-810 nm),钛宝石激光器10 s内的频率稳定性均优于±188 kHz,15 min内的频率稳定性优于±3.28 MHz。

提出了在飞秒锁模钛宝石激光器腔内产生太赫兹辐射的新设计方案,并给出了太赫兹产生器件的结构参数以及器件的设计原理.新设计的器件把光电导太赫兹偶极天线发射器与飞秒钛宝石激光器的可饱和Bragg 反射镜结合在一起,不仅可以提高太赫兹辐射的产生效率,而且可以使飞秒钛宝石激光器自启动锁模.

主要介绍了用于差分吸收激光雷达系统和蓝绿激光通信的大能量、窄线宽全固态脉冲钛宝石(Ti:Al2O3)激光器的应用及其在国内外的研究历史和现状。阐述了目前获得大能量、窄线宽全固态钛宝石激光器的几种典型方法，比较了其优缺点，并对这种激光器的发展前景进行了展望。

首次提出了将磁脉冲压缩开关应用于钛宝石激光器中,由磁脉冲压缩开关和闸流管组合作为放电开关.给出了一种新型的灯泵钛宝石激光器电源放电电路,并对磁脉冲压缩开关应用的原理及在激光器激励电路中的工作过程进行了分析.

报道了采用紧聚焦的谐振腔设计并结合半导体可饱和吸收反射镜所研制的低阈值自启动克尔透镜掺钛蓝宝石激光器.在采用透过率为3%和12%输出耦合镜的情况下,分别获得了阈值低至390 mW和600 mW的稳定锁模脉冲输出.结果表明:对于12%的输出耦合,在1.2 w抽运时能够产生17fs的最短脉宽,对应的光谱宽度为47 nm,输出平均功率为114 mW.

建成一台10 Hz,23TW掺钛蓝宝石激光装置,中心波长为790 nm.压缩后可在33.9fs期间输出778 mJ能量.并报道该激光装置的一些性能.

利用钛宝石激光器抽运Nd3+:GdAl3(BO3)4(NGAB)非线性激光晶体,通过抽运光与基波光自混频实现了连续蓝色激光输出.在此基础上,将-块KTP非线性光学晶体插入到NGAB晶体和输出镜之间,实现了蓝绿色激光的同时输出.