对大功率高重频的皮秒光纤激光器的倍频及三倍频进行了研究,选用功率为50 W、重复频率为50 MHz、脉冲宽度为10 ps的1 030 nm的掺镱（Yb）光纤激光器作为泵浦源,选取三硼酸钡晶体（LBO）作为倍频晶体,通过仿真得到Ⅰ类角度相位匹配时晶体长度为20 mm,光斑半径为0.03 mm,倍频转换效率为28.08%；Ⅰ类温度相位匹配时,晶体长度为20 mm,光斑半径为0.039 mm,倍频转换效率为76.4%。比较认为,由于温度相位匹配离散角为0°,且非线性系数较高,对于大功率高重频的激光器,更适合使用LBO晶体的Ⅰ类温度相位匹配进行倍频,在最佳光斑处,转换效率可达76.4%。选取LBO晶体作为三倍频晶体,通过Ⅱ类角度相位匹配方式,探究三倍频效率与晶体长度及光斑半径等的关系。最终,在基频光与倍频光能量比为2∶3、晶体长度20 mm、光斑半径0.05 mm等条件下,得到理论转换效率为18.67%。

介绍了一种非线性放大环路反射镜锁模的低重复频率振荡腔和两级光纤放大器的全保偏光纤激光器系统。实验结果表明, 振荡腔输出是具有极大啁啾的稳定锁模脉冲, 脉冲宽度为90.25 ps, 对应的傅里叶变换极限为141 fs, 实际可压缩到431 fs, 中心波长1 064 nm, 3 db光谱宽度为10.4 nm。经过两级放大器后脉冲平均功率可放大至2.1 W, 使用光栅对进行压缩后输出平均功率为1.5 W, 脉冲宽度为417 fs。整个系统不用经过声光调制器降低重频就能获得较低重复频率、高能量的脉冲输出, 是提高脉冲能量的一种新的思路, 也为锁模激光器的小型化提供了便利。

为获得更窄脉宽, 更高峰值功率的激光输出, 基于非线性偏振旋转锁模原理和啁啾脉冲放大技术, 利用声光调制器降低重复频率, 报道了一种掺镱飞秒光纤激光系统。振荡器内利用光栅和准直器共同作用, 实现了输出脉冲的中心波长和光谱宽度同时可调节。系统最终获得了重复频率1 MHz, 脉宽218 fs, 平均功率2.2 W的脉冲激光输出, 峰值功率达10 MW, 在高精度微加工领域有着很好的应用前景。

设计了一种基于偏置相移非线性环路反射镜的全保偏锁模光纤激光器。搭建了全保偏锁模振荡器系统，该系统通过二级掺镱光纤放大获得了平均功率为2.4 W、重复频率为20.3 MHz、脉冲宽度为142 fs的脉冲序列输出。由于振荡器采用全保偏光纤结构，锁模具有良好的抗环境稳定性。