报道了一种由波长锁定878.6 nm LD双端抽运Nd:YVO4声光调Q激光器, 重复频率在500 kHz时具有稳定的1 064 nm脉冲激光输出。在重频为100 kHz, 晶体吸收功率58 W时, 获得18.2 W的1 064 nm激光输出, 光-光转换效率为31.3%, 脉宽为15.2 ns; 在重频为500 kHz、晶体吸收功率58 W时, 获得26.1 W的1 064 nm激光输出, 光-光转换效率为45%, 脉宽为44.2 ns, 重频在100~500 kHz下具有稳定的脉冲输出, 光束质量较传统模式下有明显提高, 并且转换效率也有提升。实验表明: 利用波长锁定878.6 nm激光二极管直接泵浦的方式, 有利于降低晶体热效应、提高光束质量, 提高光-光转换效率, 获得窄脉宽的脉冲激光输出,并且在一定的温度变化范围内具有极好的温度稳定性。

基于瞬态热传导方程，通过积分变换方法求解得到脉冲高斯光束双端抽运Tm:YAG棒的时变温度场解析表达式，进而求得时变热焦距。同时定量模拟，分析了不同抽运功率、重复频率与占空比对脉冲激光二极管双端抽运Tm:YAG棒轴向瞬态温度分布和时变热焦距的影响。模拟结果表明：随着脉冲抽运个数的增加，Tm:YAG晶体棒内温度和热焦距整体均呈锯齿状分布，并最终趋于稳定的周期性分布；随着抽运功率、重复频率与占空比的增加，Tm:YAG晶体棒整体温度升高，且棒两端面中心点与棒轴向中心点温差增大，而时变热焦距整体逐渐变短且波动范围变小。研究成果为进一步研究热效应补偿和谐振腔设计提供了理论依据。

设计了全固态连续单横模671 nm红光激光器。利用880 nm LD双端端面泵浦Nd:YVO4复合晶体,实现了均匀泵浦并改善了激光晶体热效应;考虑到影响倍频转化效率的各种因素,优化设计了Z字形四镜激光谐振腔,采用Ⅰ类临界相位匹配晶体LBO作为腔内倍频晶体;当泵浦功率为42.5 W时,获得了5.2 W的连续单横模671 nm红光输出,光-光转化效率达到12.2％,激光器长期功率稳定性优于±2.5％(1 h)。

设计了全固态连续单横模1.34 μm激光器。利用880 nm激光二极管双端纵向泵浦Nd:YVO4复合晶体,在泵浦功率为51 W时,获得12.4 W的连续单横模1.34 μm激光输出,光-光转换效率达到24.3％,激光器长期功率稳定性优于±1.2％(3 h)。

为了得到结构紧凑的高功率、高重复频率固体激光器, 设计了“U”型光学谐振腔, 并利用LAS-CAD软件分析了激光晶体的热效应和激光输出特性。根据仿真结果进行了具体实验, 最终得到了腔长400 mm的紧凑型固体激光器。在重复频率为100 kHz, 泵浦功率为60 W时, 输出功率达到21.6 W,光-光转换效率为36%,斜率效率为39.9%。

简要分析了掺铥铝酸钇（TmYAP）晶体的能级结构及吸收光谱特性，报道了一种室温条件下的激光二极管(LD)双端面抽运TmYAP激光器。激光器输出的中心波长为1996 nm，2 μm连续激光输出功率为40.7 W，光光转换效率为30.4%，斜率效率为41.1%。经过声光(AO)调制后获得重复频率为10 kHz的脉冲激光输出，输出功率为34.6 W，激光脉冲宽度为92.08 ns，光光转换效率为25.9%，斜率效率为32.9%。光束发散角x方向为11.6 mrad，y方向为12.2 mrad。

基于传输矩阵理论,针对端面抽运的U型腔Nd∶YVO4固体激光器谐振腔的稳定性进行了理论分析和数值模拟。通过改变“U”型腔各个臂长得到不同腔臂长条件下谐振腔的稳区范围和晶体中心处的振荡光斑，比较稳区范围以及振荡光斑，找出一组腔参数值使谐振腔能够在较高泵浦功率下保持稳定且振荡光斑足够理想。按照确定的腔参数值进行了具体实验，实验结果表明:按选定参数设计的谐振腔在调Q重复频率为100kHz，泵浦功率为60W时，激光器能够稳定工作并输出21.6W的高重频激光，谐振腔稳区范围的变化规律与理论计算基本吻合。

在高功率激光二极管(LD)抽运条件下,固体增益介质的热透镜效应是优化激光谐振腔系统所必须考虑的重要因素之一。利用带尾纤耦合输出的激光二极管和整形聚焦透镜组组合抽运Nd:YVO₄晶体,用稳腔法测量了激光晶体的等效热焦距。利用LAS-CAD软件模拟了三种热稳腔结构在所测等效热焦距下的模式分布,对LD双端抽运Nd:YVO₄激光器Z字型谐振腔进行优化设计后,实验选定后腔镜曲率半径R1=300 mm,输出镜曲率半径R2=100 mm,腔长Ltotal=280 mm,耦合输出镜透射率T=50%。当输入61 W抽运功率时,激光最高输出功率达21.3 W,光束质量因子M2 <1.41,所得激光器输出结果与理论预期吻合得很好。

基于LAS-CAD软件,设计并优化出结构紧凑的激光二极管(LD)双端抽运声光调Q Nd:YVO4激光器。采用双凹折叠腔结构,808 nm光纤耦合输出LD双端面抽运Nd:YVO4激光晶体,腔长185 mm,耦合输出镜透射率为15%。在44 W抽运功率时,连续激光最高输出功率达到18.6 W,光-光转换效率为42.3%,斜率效率为47.8%,M2 因子约为1.5。在重复频率为100 kHz时,LD抽运功率为41 W,获得激光最大平均功率输出为11.3 W,光-光转换效率约为27.6%,相应单脉冲能量约为113 μJ,脉冲半峰全宽(FWHM)为25 ns,峰值功率为4.52 kW。

基于传输矩阵理论,针对双端面抽运的“Z”型折叠腔Nd∶YVO4 激光器的谐振腔设计进行了数值模拟,着重分析和比较了不同腔型稳定性的变化情况。“Z”型折叠腔中关于臂长的选择对于稳定性影响较大,平凹腔在较低的泵浦功率范围更加稳定,双凹腔的稳区范围较小,但是却更适合在高泵浦功率下工作。分别采用平-凹和双凹腔型对Nd∶YVO4的1064 nm连续激光进行了研究,在相同腔长不同腔型下分别获得了稳定的1 064 nm高功率激光输出,谐振腔稳区范围和输出功率变化规律与理论计算吻合。