谐振腔内的光束纵向分布容易随着晶体的热透镜焦距的变化而改变，所以目前采用LD侧面抽运的固体激光器通常只能在特定抽运功率下才能实现基模输出。研究了用腔内带热透镜的谐振腔模型，结合基横模运转的产生条件，通过计算基模在晶体处光斑与热透镜焦距的关系，设计了能够实现动态基横模运转的谐振腔型。在重复频率为10 kHz的调Q运转下，得到平均功率从阈值到17.7 W的动态基横模输出，且M2x=1.29,M2y=1.20，脉冲宽度为200 ns，峰值功率为7.65 kW。

报道了高重复频率大能量连续激光二极管(LD)侧面抽运Cr4+YAG被动调Q Nd:YAG激光器。把工作物质等效为厚透镜, 根据ABCD定律计算了平平腔、平凹腔、平凸腔中激光束的模参数, 通过对比基模体积, 选择了平凸腔结构。实验中获得了高重复频率大能量被动调Q激光, 并实现了TEM00模运转。当抽运功率为136.20 W时, 被动调Q激光单脉冲能量达到2.46 mJ, 峰值功率24.36 kW, 脉冲重复频率4.22 kHz, 脉冲宽度101 ns, 脉冲幅度抖动约为5%, 频率抖动约为5%, 光束远场发散角小于1.5 mrad, 光束质量M2因子约为1.3。

研究增益介质、电光晶体在高重复频率运转条件下,其热效应对皮秒激光再生放大器的影响。对Nd∶YAG激光晶体热致退偏和KD*P电光晶体热吸收进行了测量,利用补偿元件有效地补偿了激光晶体的热致退偏,并自行设计了采用BBO电光晶体的再生放大器普克尔盒,实现了对皮秒激光脉冲的有效放大,获得了在1 kHz重复频率下单脉冲能量为3 mJ,放大倍数为3×106的激光二极管(LD)侧面抽运Nd∶YAG千赫兹皮秒再生放大1064 nm激光输出。

报道了激光二极管(LD)侧面抽运Nd∶YAG激光晶体腔内三倍频355 nm紫外激光器。实验中采用声光调Q技术, 选用结构简单、紧凑的三镜折叠、平-凹腔设计, 在腔内对1064 nm基波采用I类相位匹配LiB3O5(LBO)晶体二倍频、Ⅱ类相位匹配LBO晶体实现三倍频, 获得了较好光束质量的准连续紫外激光输出。在激光二极管抽运功率为155 W, 声光调Q 的调制频率为5.40 kHz 的工作条件下, 获得脉宽为45 ns, 最高平均输出功率为2.14 W, 光场均匀分布的355 nm准连续紫外激光, 808 nm抽运光到355 nm紫外激光的光-光转换效率达到1.38%, 1 h内输出稳定性为 3.30％。此外, 对影响腔内三倍频转换效率的因素进行了相应的分析研究。

对激光二极管(LD)阵列5向侧面对称抽运Nd:YAG薄片激光器进行了实验和模拟研究。薄片激光器的耦合系统由消像差透镜组和空心光波导组成,采用15 mm×1.5 mm的Nd:YAG薄片进行初步实验,实验得到薄片激光器的激光输出平均功率为65.7 W,光-光转换效率为10.5%,同时增益介质内具有较理想的荧光分布。同时考虑激光二极管在快轴和慢轴方向的发散特性及增益介质侧面的散射特性,采用光线追迹法,模拟并分析了增益介质内抽运光分布,模拟结果表明耦合系统具有88.3%的耦合效率,同时增益介质内具有较理想的抽运光分布,且与实验结果相吻合。

激光二极管(LD)侧面抽运的内腔倍频激光器技术是实现高功率、高稳定且低成本连续绿光激光器的有效方法。为满足激光彩色显示、激光加工、数据存储、医疗卫生和科研等领域对连续绿光激光器的需求, 研制了一台高效、高功率侧面抽运腔内倍频Nd:YAG/KTP连续绿光激光器。采用优化的平-凹-平三镜折叠腔结构, Ⅱ类相位匹配KTP晶体内腔倍频, 当808 nm激光二极管抽运功率约为180 W时, 得到最高18.7 W的连续绿光激光输出, 对应的光-光转换效率为10.4%。在输出功率15.4 W时测量激光功率稳定性, 其功率不稳定度小于0.5%。输出光束平滑, 远场为类高斯分布, 用刀口法测量了激光器不同输出功率时的光束质量, 光束传输因子M2小于7。

利用激光二极管(LD)阵列侧面抽运声光(AO)调Q的Nd∶YAG激光器作为抽运源,研究了在不同声光重复频率和输出镜透过率的情况下,内腔式KTA-光参量振荡器(OPO)的输出特性。通过对单谐振光参量振荡器阈值公式的讨论,采用平凹腔的结构以及较短的腔长,降低了光参量振荡器的振荡阈值。当声光重复频率为4 kHz,输出镜透过率为30%,抽运电流为14.5 A时,光参量振荡器的1570 nm激光输出脉冲峰值功率达到5.6×104 W,脉冲宽度为2.5 ns,实验中最大平均输出功率为560.3 mW。结果表明,具有良好热性能的非线性晶体KTA是制造小型、轻便光参量振荡激光器的理想材料。

抽运单元由3个硅微沟道冷却器封装的40 W连续激光二极管条构成。两个抽运单元组成一个抽运头,横向抽运安放在平行平面腔内直径3 mm,长60 mm的Nd:GdYVO4晶体。该激光器输出了45 W线偏振激光束,TEM01*模。10 W时输出基模,用扫描法测得基模光斑直径3.9 mm,光强分布接近高斯分布。