在LD端面抽运的Nd∶YVO4激光器中插入Cr4+∶YAG晶体，获得了稳定的1.06 μm波长的高重复率被动调Q脉冲激光输出。实验研究了抽运功率、腔长、输出镜透过率对输出功率的影响，以及不同抽运功率下脉冲重复频率和脉冲宽度的变化，并对结果进行了理论分析。当腔长为8 cm，抽运功率为27 W时，得到重复率37.8 kHz、平均功率3.5 W的调Q脉冲序列；单个脉冲能量为93 μJ、脉宽为24 ns、峰值功率为3.9 kW。

为了研究半导体可饱和吸收镜的被动锁模特性，采用中科院半导体所提供的半导体可饱和吸收镜，实现了脉冲式Nd∶YAG激光器1．06μm激光的被动锁模，获得了稳定的皮秒激光脉冲序列输出。经自相关实验装置测量，其锁模激光脉冲宽度大约为48．2ps，脉冲序列的能量为24mJ，实验中采用直腔结构的谐振腔，该腔结构简单、易于调整。理论上分析了1．06μm半导体可饱和吸收镜结构及被动锁模基本原理，计算并模拟了半导体可饱和吸收镜中布喇格反射层不同周期时对应的反射谱图以及不同周期时中心频率处布喇格反射层的反射率曲线。结果表明，随着布喇格反射层周期数的增加，其中心波长处的反射率也随着增加。当周期数大于13时，其中心波长反射率超过99%。半导体可饱和吸收镜是实现Nd∶YAG激光器的被动锁模的理想锁模器件。

为了研究纳米硅镶嵌氮化硅薄膜材料的被动调Q特性，采用射频磁控反应溅射法结合热退火处理在单晶硅衬底上制备该薄膜，用该样品作为可饱和吸收体，在凹－平腔中实现了氙灯抽运Nd∶YAG激光器的被动调Q运转，在抽运重复频率1Hz情况下获得脉宽最小可达19ns的调Q单脉冲输出。并且研究了该薄膜结构特性、激光器参数，如抽运电压、腔长对调Q脉冲输出性能产生的影响。在此基础上，对实验现象产生的原因做了分析讨论。结果表明，纳米硅镶嵌氮化硅薄膜有一定的调Q效果，具有潜在的研究及应用价值。

分析了1.06 μm半导体可饱和吸收镜(SESAM)结构及被动锁模基本原理,利用SESAM实现了脉冲式Nd:YAG激光器1.06μm激光的被动锁模,获得了稳定的皮秒激光脉冲序列输出,脉冲序列的能量为45mJ.实验上还研究了腔长对SESAM锁模效果的影响.提出一种基于迈克耳逊干涉仪的皮秒光脉冲测量方法--二次谐波自相关单次测量法,分析这种测量方法的原理并构建实验装置对SESAM被动锁模Nd:YAG激光器的皮秒激光脉冲进行测量,测得激光脉冲宽度为43.6 ps.二次谐波单次测量法具有精度较高,操作简单等优点.

采用射频磁控溅射技术和热退火处理技术制备了石英衬底的纳米Si镶嵌SiNx薄膜(nc-Si-SiNx),薄膜厚度为200 nm。由X射线衍射(XRD)谱计算得出,经800 ℃连续3 h退火的薄膜中的Si晶粒平均尺寸为1.7 nm。把纳米Si镶嵌SiNx薄膜作为可饱和吸收体插入闪光灯抽运的平凹腔Nd∶YAG激光器内,实现1.06 μm激光的被动锁模运转。当激光器腔长为120 cm时,获得平均脉冲宽度32 ps,输出能量25 mJ的单脉冲序列,脉冲序列的包络时间约480 ns,锁模调制深度接近100%。量子限域效应使得纳米Si的能隙宽度大于1.06 μm光子能量,所以双光子饱和吸收和光生载流子的快速能量弛豫是导致纳米Si镶嵌SiNx薄膜实现1.06 μm激光被动锁模的主要原因。