采用高功率半导体激光端面泵浦技术，在均一浓度Nd∶YAG中心轴沿泵浦光通光方向可产生温度梯度，引起热透镜效应，降低激光输出功率与光束质量。本文结合静态热场数值仿真，建立Nd∶YAG在方形平顶光泵浦条件下的热源方程，研究渐变浓度Nd∶YAG在高功率激光泵浦下的温度分布。当初始泵浦功率为1000 W、泵浦脉宽时间为46 μs、重复频率为1 kHz时，均一浓度Nd∶YAG的吸收系数为5.8 cm^-1，其中心轴沿通光方向的温度由185 ℃逐次下降到2、4、6、8 mm处的106、51、29、26 ℃；相应地，每经过2 mm，温度下降率分别为39.5、27.5、11.0、1.5 ℃/mm。与此相对应，本文构建出一款渐变浓度Nd∶YAG整体式结构，每段厚度均为1 mm，总长度为4 mm。将4段Nd∶YAG的吸收系数依次调控为1.5、2.1、3.3、9.7 cm^-1，则沿泵浦光通光方向的中心轴温度基本维持在86.5 ℃，在渐变浓度Nd∶YAG中实现沿泵浦光传输方向的温度均匀分布。

艾里光束是一种新型无衍射光束，解决了激光在传播过程中的衍射效应。基于艾里变换技术，介绍一种可以通过椭圆平顶高斯光束产生的新型艾里光束，即可调谐艾里光束。通过理论计算，可以看出调节椭圆平顶高斯光束的束宽比可获得单尾艾里光束，同时，可调谐艾里光束的尾长可以通过调节入射椭圆平顶高斯光束的阶数来控制。通过研究，当束宽比p=1时，艾里光束的加速方向沿x轴45°方向; p=1/2时，加速方向沿x轴31°方向，p=1/3时，加速方向为沿x正方向，可见调节束宽比p的大小可以改变艾里光束的加速方向。

腔内倍频拉曼激光器是获得黄光激光光源的重要途径，目前尚未有直接的表达式描述连续腔内倍频激光器的功率输出对抽运和激光器参数的依赖关系。以速率方程为基础，对腔内倍频连续拉曼激光器的理论模型进行归一化处理，得到平面波近似下连续腔内倍频拉曼激光器的归一化速率方程组。对此方程组进行求解，得到描述激光器输出的表达式各变量以及参量与输出变量之间的归一化表达式，根据表达式获得了描述激光器运行的理论曲线。

在抽运光和耦合条件不变的情况下, 研究了熔接组合的非零色散位移单模光纤(NZDSF)和标准单模光纤(SMF)中的受激拉曼散射(SRS)和四波混频(FWM)产生和传输特征。 采用532 nm脉冲激光抽运NZDSF, 从20 m处开始产生以LP01模传输的SRS第一级Stokes光; 紧接着在30 m处产生了FWM, SRS受到FWM抑制, 传输模式逐渐转化为LP11模; 经过80 m处熔接点后, 由于熔接处双锥光纤结构使光场模式互相干涉, 光波模式恢复为LP01模, FWM受到抑制。 该现象和机理有利于抑制密集波分复用(DWDM)系统中光学非线性失真和促进光孤子通信系统的发展。

提出了一种基于数字图像处理技术的用于降低相位突变点的改进型Gerchbery-Saxton(G-S)衍射光学元件设计方法。与普通的G-S衍射光学元件设计算法相比，这种改进型的G-S算法能够使得衍射光学元件的相位分布曲线更加光滑，并且在迭代计算过程中具有更强的收敛能力。利用该种算法获得了由高斯光束变换成空心光束时所需要的衍射光学元件的相位分布，在同样参数条件下，均方根误差为8.31%，优于普通G-S算法的9.46%；并且约有33.2%的像素的相位值得到了改进，从而平滑了衍射光学元件的相位分布曲线，便于实际的微加工。

In diode pumped Nd:YAG lasers, the quantum defect is the most important parameter determining the thermal load of the laser crystal, which can be dramatically reduced by pumping directly into the upper laser level. A compact folded three-mirror cavity with a length of 105 mm is optimized to obtain a highly effcient 473-nm laser. When the absorbed pump power (with 15.8-W incident pump power) at 885 nm into Nd:YAG is 10 W, a continuous-wave 473-nm blue laser as high as 2.34 W is achieved by LBO intra-cavity frequency doubled. The optical-to-optical conversion effciency is 14.8%. To the best of our knowledge, this is the highest e±ciency at 473 nm by an intra-cavity doubled frequency Nd:YAG laser.

报道了全固态连续波555 nm激光器。555 nm激光是分别由Nd:YAG和 Nd:YVO₄晶体的946 nm和1342 nm谱线非线性和频产生,两条谱线在各自晶体对应能级跃迁分别为4F3/2-4I9/2和4F3/2-4I13/2。实验中采用复合折叠腔结构,利用LBOI类临界相位进行腔内和频,当注入Nd:YAG和Nd:YVO₄晶体的泵浦功率分别为20 W和10 W时,获得1.06 W的TEM00连续波555 nm激光输出。4小时功率稳定度优于±3.3％。实验结果表明采用两种激光晶体进行腔内和频是获得激光的高效方法,并可以应用到其它两种激光晶体进行腔内非线性和频,获得更多不同波长激光输出。

提出了一种基于马赫-泽德干涉仪的检测法.理论分析表明,该法检测到的物光与参考光的干涉条纹即为晶体径向平面上的等温线.通过热分析软件对均匀和非均匀致冷晶体温度场的模拟表明,当检测到的干涉条纹为以晶体径向平面中心为圆心的圆环时,晶体周边接触良好,致冷均匀;当检测到的干涉条纹向某一方向扭曲时,该方向上致冷块与晶体边界接触不好.对装在铜致冷座里的3 mm×3 mm×5 mm,a切割,0.5% Nd3+掺杂的Nd∶YVO4晶体进行了检测,根据检测到的干涉条纹扭曲方向重新安装了致冷座,获得了以端面中心为圆心的干涉环.实验结果与理论分析相符,证明马赫-泽德干涉法可以检测晶体侧面致冷均匀性.

利用法布里-珀罗(F-P)标准具选频实现了单纵模593.5 nm激光和频输出.采用单块Nd:YVO4晶体,通过对谐振腔输出镜膜系的设计与优化,在两镜线性腔中实现了稳定的1 064 nm与1 342 nm双波长振荡.放入Ⅰ类位相匹配和频晶体LBO进行腔内和频时,抽运功率为2 W可获得52 mW的593.5 nm橙黄色激光输出,但输出光束噪声较大,其RMS噪声为6.8%.在腔内加入400μm厚熔融石英标准具进行选频,实现了单纵模593.5 nm激光输出,单纵模线宽为600 MHz,输出功率为34 mW,RMS噪声降为0.3%,实现了低噪声输出.实验结果表明,在和频过程中,利用一块标准具对两个波长同时进行选频是获得单纵模和频光的有效方法.

报道了全固态连续波555nm黄-绿光激光器,黄-绿激光分别由Nd∶YAG和Nd∶YVO4晶体的946 nm和1342 nm谱线非线性和频产生,两条谱线各自晶体对应的能级跃迁分别为4F3/2-4I9/2和4F3/2-4I13/2.实验中采用复合折叠腔结构,利用LBOI类临界位相匹配进行腔内和频,当注入到Nd∶YAG和Nd∶YVO4晶体的泵浦功率分别为12W和8 W时,获得542 mW的TEM00连续波555 nm黄-绿激光输出,4 h功率稳定度优于±3.7%.实验结果表明,采用Nd∶YAG和Nd∶YVO4两种激光晶体进行腔内和频是获得黄-绿激光的高效方法,并可以应用到其它两种激光晶体进行腔内非线性和频,获得更多不同波长的激光输出.