实验研究了具有单斜独居石结构的钒酸镧(m-LaVO4)晶体的室温拉曼光谱, 报道了基于 m-LaVO4晶体作为拉曼增益介质的主动调Q内腔式脉冲拉曼激光器。受激拉曼变频实验以波长为808 nm的光纤耦合半导体激光器(LD)作为抽运激发光源, Nd∶YAG晶体为产生基频激光的增益介质, 融石英声光调Q器为主动调Q元件, 采用紧凑的法布里-珀罗两镜平凹谐振腔可有效地产生波长为1170.9 nm的一阶斯托克斯脉冲激光。当注入抽运功率为6.51 W, 脉冲重复频率为30 kHz时, 实验产生的一阶斯托克斯脉冲激光的最高平均功率为767 mW, 相应的脉冲宽度为13.8 ns, 单脉冲能量为25.6 μJ, 峰值功率为1.85 kW。

推导了LD泵浦主动调 Q腔内和频拉曼激光器的归一化速率方程组, 由实际的实验参数确定了方程组中七个综合参量的合理取值范围, 然后用数值模拟的方法得到各个综合参量的大小对于和频光的脉冲峰值功率、单脉冲能量和脉冲宽度的影响, 分析发现归一化和频因子F和归一化拉曼增益系数M之间能够相互匹配, 通过数值拟合得到F和M在不同归一化反转粒子数密度N下的匹配方程, 由此得出F和M的匹配值呈线性关系, 应用此线性方程可以指导实验中参数的优化, 使激光器获得更大的和频转换效率。最后利用拟合的结论对报道的实验进行计算和分析并给出优化措施。

采用中心波长为975 nm半导体激光器泵浦高掺铒氟化物双包层光纤Er∶ZBLAN, 并在谐振腔内插入主动调Q元件, 获得了工作频率为1~10 kHz的2.8 μm激光主动调Q脉冲输出.在工作频率为10 kHz条件下, 获得了最大单脉冲能量为134.5 μJ、脉宽为127.3 ns、峰值功率为1.1 kW的脉冲输出.

利用调Q速率方程，确定了最优输出耦合反射率，最大脉冲能量，最大峰值功率和脉冲宽度与无量纲变量z的关系，并分析了谐振腔往返损耗、谐振腔增益和反转衰减因子分别对Nd:YVO₄与Nd:YAG调Q脉冲参数的影响。结果表明：最优输出耦合反射率和脉冲宽度随谐振腔往返损耗的增大而减小，最大脉冲能量和最大峰值功率受反转衰减因子的影响很大，并随反转衰减因子的增大而减小。通过确定z值可以将调Q脉冲参数具体化。

加工了不同切向的Nd∶LiGd(MoO4)2晶体, 测量并分析了它们的连续和主动调制激光特性。实验采用激光二极管(LD)端面泵浦的两镜直腔, 其输出镜的耦合透过率为2%。在连续运转条件下, a切和c切晶体的最大输出功率分别为733, 550 mW, 对应的光光转换效率分别为11.3%和6.7%。在声光调Q脉冲运转条件下, a切和c切晶体的最大平均输出功率分别为180, 135 mW, 对应的光光转换效率分别为2.8%和1.7%。当重复频率为10 kHz时, 获得了最佳的脉冲实验结果, 即: 最大单脉冲能量和最高峰值功率来自a切晶体, 分别为15.8 J和85 W; 最小的脉冲宽度来自c切晶体, 为153 ns。实验结果还显示, 不同切向的Nd∶LiGd(MoO4)2晶体具有不同的输出波长, a切晶体为1 061 nm, c切晶体为1 068 nm, 这种多波长发射特性有助于该类晶体在THz波领域的应用。

被动调Q激光器以其结构简单、紧凑而获得了广泛的应用。为优化其性能参数，在总结近些年被动调Q基本理论基础上，对于具有能量上转换(Energy-transfer upconversion)的激光工作物质构成的被动调Q激光器，提出了可以将能量上转换引起的损耗归到线性损耗中进行优化设计的方法，并给出了输出镜的反射率和饱和吸收体的小信号透过率两者优化选择的直接关系图。根据被动调Q激光器的特有参数α，在总结提高调Q峰值功率的方法基础上，得出当α接近无穷大时，从被动调Q过渡到主动调Q，实现了被动调Q和主动调Q理论的统一。

采用激光二极管(LD)抽运、主动调Q的方式,利用c向切割的Nd:GdVO4晶体的自受激拉曼散射(self-SRS)效应,实现了结构紧凑、高效的脉冲拉曼激光器。在输入功率为1.8 W,主动调Q 10 kHz时,自受激拉曼激光器产生了稳定的1176 nm的斯托克斯(Stokes)脉冲光,斯托克斯光的单脉冲能量为10 μJ,脉冲宽度为19 ns。此时,自受激拉曼散射的阈值仅为510 mW,斯托克斯光的转换效率为5.6%。实验结果表明,有效的自受激拉曼变频可以通过一个c向切割的Nd:GdVO4晶体,采用主动调Q的方式来实现。