采用Nd:YAG调Q激光器输出的1.06μm光脉冲抽运Cr4+:Mg2SiO4晶体,实现Cr4+:Mg2SiO4激光器的增益开关运转.从理论和实验上分析了抽运光采用不同焦距的透镜聚焦和Cr4+:Mg2SiO4激光器采用不同腔长时,抽运光和振荡激光的模式匹配,以及模式匹配与激光器光-光转换效率之间的关系.在最佳的实验条件下,得到中心波长约为1.22μm,能量和脉宽分别为10 mJ和8.2 ns的激光脉冲,其光-光转换效率达到20%.

为了研究低能量的1．06μm调Q激光脉冲抽运的增益开关型Cr⁴⁺∶Mg₂SiO₄激光器，对该激光器的速率方程进行数值求解，并选取合适的初始条件，得到输出的1．22μm激光脉冲的时间波形、脉冲的建立时间和脉冲宽度与抽运能量的关系，理论计算与实验研究结果基本符合。当抽运激光脉冲的能量为45mJ、脉冲宽度为30ns时，激光器输出的1．22μm激光脉冲的能量和脉宽分别是7mJ和8．2ns。输出激光的脉冲宽度是抽运激光的脉冲宽度的近1／4，光－光转换效率为15．5%。数值计算和实验研究结果均表明，在低能量抽运情况下，激光脉冲的建立时间和脉冲宽度均随着抽运能量的增加而减小。

采用Cr⁴⁺∶YAG晶体作为可饱和吸收体，实现连续激光二极管(LD)端面抽运的Nd∶YVO₄激光器的高重复率被动调Q．在注入抽运功率为8．8W时，得到重复频率23．8kHz、平均功率1．21W的调Q脉冲序列；每个脉冲能量为51μJ、脉宽为25ns、峰值功率达到2．03kW．实验上研究了脉冲重复频率、平均输出功率、脉冲宽度、单脉冲能量与抽运功率、输出镜透过率的关系．实验结果表明，当抽运功率较大时，脉冲重复频率和输出平均功率随着抽运功率的增加而减小，对此进行了合理的理论解释．

基于同一块半导体可饱和吸收镜(SESAM),实现了闪光灯抽运的Nd:YAG激光器的被动调Q与锁模.实验结果表明:腔长较小时,激光器运转在调Q状态,调Q脉冲宽度为90 ns;随着腔长的增加,调Q脉冲中出现调制,而且调制深度随着腔长的增加而加深.当腔长为140 cm,全反射凹面镜曲率半径为300cm时,激光器运转在稳定的被动锁模状态,输出的锁模脉冲序列能量为27 mJ、脉宽为35 ps.实验比较了SESAM器件在平凹稳定腔和平凸非稳腔激光器中实现被动锁模的差异,并给出理论解释.SESAM有望取代有机染料成为闪光灯抽运的Nd:YAG激光器理想的被动锁模器件.

在闪光灯抽运的非稳腔Nd∶YAG被动调Q激光器腔内,放置非临界相位匹配KTP晶体,构成内腔式单谐振KTP光参量振荡器(OPO)。研究了输出信号光的波长调谐性能,获得1.57～1.60 μm可调谐激光脉冲。实验结果表明,1.57 μm信号光的输出能量随着光参量振荡器腔长的增加而减少,脉冲宽度随着腔长的增加而有所变化；抽运能量较大时,转换效率随着抽运能量的增加趋于饱和然后逐渐下降；对此给予了合理的理论解释。当光参量振荡器的腔长为5 cm,1.06 μm抽运光脉冲宽度为30 ns时,输出的1.57 μm信号光的脉冲宽度为2.5 ns,能量为21.3 mJ。1.57 μm信号光的脉冲宽度仅为1.06 μm抽运光脉冲的1/12,总的电光能量转换效率为0.128%。