研制了一台无水冷激光二极管（LD）侧面抽运高能量、高光束质量全固态Nd:YAG调Q激光器。激光器采用半导体制冷器（TEC）进行整体冷却，有利于激光器的小型化、便携化。实验使用的Nd:YAG晶体棒尺寸为φ7 mm×100 mm，掺Nd的原子数分数为1.1%，LD抽运的最大峰值功率为15 kW。在10 Hz重复频率下获得最大脉冲能量为350 mJ、脉冲宽度为9.7 ns、光-电转换效率为6.7%、能量稳定度小于5%的1064 nm激光输出，水平和垂直方向的光束质量M²分别为7.7和12.3。

介绍了一种激光二极管侧面抽运的风冷高能量Nd:YAG激光器，当重复频率为30 Hz时，峰值功率可达到12 MW，脉冲宽度为11 ns。激光器重复频率为1~30 Hz可调，光光转换效率达到13.2%，激光输出波长为1064.2 nm，带宽为1 nm，光束质量因子M2为2.85。针对以往大功率激光器的冷却系统体积大的问题，采用半导体热电制冷（TEC）配合风扇的风冷系统，省去了体积庞大的水冷系统，为整机的小型化提供了可能性。

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。

在高功率激光二极管阵列(LDA)侧面抽运模块研究中,高效率高质量的抽运耦合结构设计非常重要。为了对抽运耦合结构进行优化设计,需要对棒状增益介质内的抽运储能分布实现量化评价。由于用于激光谐振腔和放大光路的激光二极管抽运模块的抽运储能分布要求不同,因此对激光振荡模块和放大模块中的抽运储能分布分别建立了一套评价方法。分别对激光振荡模块和放大模块中的抽运储能分布进行实例评价分析,结果表明,所提出的评价指标和计算方法既能充分反映出放大模块中抽运储能分布的储能沉积效率和抽运均匀性变化情况,也能反映出激光振荡模块中抽运储能分布与谐振腔模分布的匹配程度。

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。

报道了激光二极管(LD)侧面抽运Nd:YAG晶体间歇振荡1064 nm和1319 nm双波长激光器。采用间歇振荡技术,可有效地控制上能级的反转粒子数,避免激光振荡谱线之间的双波长竞争效应,而且对输出镜镀膜精度的要求大大降低,稳定的间歇振荡双波长激光输出较容易获得。两声光间的延迟时间连续可调,因此可以通过调节延迟时间来改变双波长激光的输出功率之比。在抽运电流为22 A,声光重复频率为4 kHz,延迟时间为10 μs时获得1319 nm激光偏振输出功率6.2 W,1064 nm激光偏振输出功率5.1 W。根据间歇振荡双波长激光器的四能级速率方程模型进行了数值计算和分析,理论结果与实验相符。

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。

为了实现高功率全固态激光器的高输出光束质量，使用1mm直径Nd∶YAG激光棒和单一二极管激光模块侧面抽运的简单激光腔设计来实现功率高于10W、光束质量接近衍射极限的TEM₀₀模输出。通过使用小口径激光棒抑制高阶横模振荡、曲面后反镜和负透镜组合补偿热透镜效应和实验优化后反镜的曲率半径、负透镜的焦距以及激光腔腔长等结构参数使激光器输出功率和光束圆率同时达到最大，实现了平均功率10．8W、脉冲宽度15ns、光斑圆率98．8%±0．8%、M²值为1．1的近衍射极限光束输出。结果表明，通过使用小口径激光棒提高激光器输出光束质量工程上可行。

报道了一台激光二极管(LD)侧面抽运的高功率连续1338 nm Nd:YAG激光器。通过分析Nd:YAG的跃迁谱线和相应的受激发射截面的特点,根据多跃迁谱线激光材料波长选择的耦合率条件,合理设计激光棒和腔镜的耦合率参数。激光谱线测量表明,成功抑制了1064 nm和1319 nm波长激光的振荡。以高功率808 nm激光二极管侧面抽运模块为抽运源,采用平-平腔结构,研究了耦合输出率分别为5.3%,7.4%和11%的输出镜的输出情况,比较分析了不同腔长对激光输出的影响。在抽运功率为555 W时,采用5.3%的耦合输出镜和20 cm腔长,获得大于100 W的1338 nm单一波长激光输出,光-光转换效率大于18%,斜率效率为35%,输出光束的M2因子为36。