利用Nd∶ YAG固体激光器四倍频输出(266nm)在高压H2中的受激喇曼散射获得多波长的激光输出.当泵浦能量一定时,通过改变H2压力得到了最佳的能量输出,299nm波长的激光能量为3mJ,341nm波长的激光能量输出为6.1mJ,398nm波长的激光能量输出为2.8mJ,239nm波长的激光能量输出为0.8mJ,同时在477nm,595nm,218nm,200nm波段也有能量输出.

双包层光纤激光器和非线性光学材料(如周期性极化的铌酸锂晶体,PPLN)相结合,开辟了实用性非线性光学器件的一个新领域。研究了准相位匹配周期性极化反转铌酸锂晶体对宽带准连续光纤激光倍频的温度特性和频谱特性。在理论上,从准相位匹配相位失配关系出发,推导了晶体温度与抽运源中心波长的关系以及温度响应带宽,并和已报道实验结果进行了比较,二者符合得很好。此外,还推导了倍频周期极化铌酸锂晶体对抽运基频光源的响应谱线带宽。在实验上,采用长度20 mm,极化周期6.5 μm,厚度0.5 mm的周期极化铌酸锂晶体光纤激光器准连续宽带输出进行了倍频,获得了在不同控制温度下的倍频光光谱,并对此进行了详细分析。

研究了多谐波固体激光器在气体中的受激拉曼散射,获得了多波长激光输出。利用Nd∶YAG激光的二倍频、三倍频及四倍频的激光输出在氢气和甲烷气体中的受激拉曼特性获得多个波长的拉曼输出,波长范围覆盖紫外到可见光甚至近红外。列出了常用的几种拉曼工作气体,其中氢气和甲烷各有优缺点,而两者的混合气体一方面弥补了氢气频移过大的缺点,另一方面抑制了甲烷的易分解性。利用缓冲气体和混合气体优化拉曼激光的输出。给出了24个拉曼波长的功率输出数据,其中功率较大的有13个波长。多谐波固体激光与受激拉曼散射结合的多波长拉曼激光器在激光雷达等领域有广泛的应用。

将周期性极化晶体和双包层光纤激光相结合获得绿光激光输出,是实现高光束质量、全固化、小型化、高效率绿光激光器的一个非常有前途的方向。采用周期性极化铌酸锂晶体(PPLN)光栅周期6.5 μm,长20 mm,宽5 mm,厚0.5 mm,对种子光注入式掺Yb双包层光纤激光器的准连续输出进行了倍频。研究了倍频光功率和转换效率随抽运光功率的变化关系,保持PPLN的控制温度为193.1℃,在抽运功率为650 mW时,得到6.7%的最高谐波转换效率,在抽运功率为970 mW时,得到了59 mW的最高绿光功率输出。

探索Nd∶YAG倍频激光与受激拉曼散射(SRS)结合获得从紫外到可见光范围的多波长输出,可应用于激光雷达探测空气污染等领域。利用Nd∶YAG激光的三倍频355 nm波长输出在甲烷及甲烷和氢气混合气体中的拉曼特性进行研究。获得在396 nm, 416 nm, 447 nm和503 nm+515 nm等多个波长分别约100 mW的同时输出,以及对个别波长的增强。讨论了不同常见的工作气体及混合气体的特点。与单一工作气体(氢气或甲烷)相比,混合气体可以获得更为丰富的波长输出。相比甲烷气体在紫外激光照射下的分解作用,由于氢气的加入一定程度上抑制了分解反应,混合气体产生的分解沉淀较少。

考虑到所用大功率激光二极管的光谱特性,对光纤激光器的基本法布里珀罗腔型稍加改变,研制出激光二极管抽运的10 W级双包层光纤激光器,获得最高功率为11.8 W、波长1100 mm的单模激光输出。

利用Nd:YAG激光器的三倍频输出(355 nm)在H2中的受激拉曼散射(SRS)获得波长在204～867 nm范围内的激光输出。当抽运能量为70 mJ时观察到四阶Stokes光和五阶Anti Stokes光，其中第一阶Stokes光(416 nm)输出能量为28.7 mJ，第二阶Stokes光(503 nm)输出能量为16 mJ，一阶Anti Stokes光(309 nm)输出能量为3 mJ。研究了H2压力和各阶Stokes光能量的关系，同时观察到环行光斑和脉宽压缩现象。