脉冲半导体激光(LD)泵浦被动调Q微片激光器是产生小型化、大能量(mJ量级)、亚纳秒激光脉冲的主要技术途径。基于速率方程理论推导了脉冲LD泵浦被动调Q微片激光器首脉冲建立时间及多脉冲间隔时间方程, 数值求解并分析了泵浦功率、泵浦脉宽等参数对亚纳秒激光输出脉冲数目的影响规律, 在此基础上搭建了脉冲LD端面泵浦YAG/Nd:YAG/Cr4+:YAG微片激光器, 实现了单脉冲能量1.2 mJ、脉冲宽度574 ps、峰值功率2.1 MW, 光束质量因子M2=1.21的1 064 nm近衍射极限亚纳秒脉冲激光输出。

对激光二极管(LD)抽运的Cr4+:YAG被动调Q c-cut Nd:YVO4自拉曼激光器进行了实验研究。通过采用不同初始透射率的Cr4+:YAG和不同反射率的输出镜进行实验，研究了初始透射率和反射率对拉曼光输出特性的影响。测量了拉曼光的平均输出功率、脉冲重复频率和脉冲宽度随抽运功率的变化。在抽运功率为4.8 W时，拉曼光的最高平均功率为370 mW，相应的光光转换效率为7.7%。实验中得到了亚纳秒级的拉曼光输出，最高单脉冲能量为54 μJ，最高峰值功率为47 kW。

报道了Cr4+:YAG晶体作为可饱和吸收体用于包层抽运掺镱光纤激光器被动调Q并得到稳定纳秒脉冲输出。采用环形腔和线形腔两种腔形，可有效抑制受激布里渊散射（SBS）的非线性效应，抑制自脉冲产生，从而得到稳定被动调Q脉冲输出。采用环形腔结构，得到稳定的1 μs脉冲输出，时间抖动和振幅抖动均方根（RMS）值小于5%。线形腔中采用高反射率光纤布拉格光栅（FBG）作为输出腔镜，也实现稳定脉冲输出，重复频率9.1~30.3 kHz可调谐，最窄脉宽156 ns，远远小于国内报道的微秒量级脉冲宽度。虽然平均输出功率只有几百毫瓦，因采用光纤输出，此类脉冲激光器可作为种子源，进而与光纤放大器相匹配，经光纤放大器放大输出功率可达到几十瓦，从而满足实际工业应用需求。

采用理论与实验相结合的方法研究了激光二极管阵列泵浦的Cr4+:YAG被动调Q Nd：YAG激光器的输出特性。重点分析了调Q晶体小信号透过率和反射镜的反射率对激光器的输出能量、脉冲宽度的影响。对数值模拟结果进行了实验验证，数值计算与实验结果基本一致。研究结果表明，在特定的激光晶体参数下，Cr4+:YAG被动调Q激光器的输出能量与脉冲宽度由调Q晶体的小信号透过率和输出镜的反射率决定：输出能量随着小信号透过率增加而减小，对应于一个调Q晶体透过率，有一个最佳反射率使输出能量最大；脉冲宽度随着初始透过率与反射率的增大而增大。of Cr⁴⁺:YAG passively Q-switched laser

针对微宝石激光器在激光引信领域的应用需求,从激光二极管泵浦Cr4+:YAG被动调Q微宝石激光器速率方程出发分析了输出镜反射率、Cr4+:YAG晶体初始透过率、泵浦速率对激光器输出参量的影响及其变化规律.理论计算表明,文中设计的激光器理论上可以实现短脉冲(＜1.5ns)、高峰值功率(14.5kW)、高重频(泵浦光为1W情况下激光重复频率为7.2kHz)的稳定激光输出.最后给出了Cr4+:YAG晶体运转过程,并以此为基础分析了微宝石激光器的稳定性.计算分析表明,微宝石激光器理论上可以满足激光引信用激光器的要求.

Cr4+:YAG晶体具有很稳定的物理和化学性质，做为激光器的增益介质采用多种抽运源进行抽运。Cr4+:YAG固态激光器的性能稳定、结构紧凑，能产生超短光脉冲并可以对激光输出波长在1300~1600nm之间进行调谐，它是光纤通信与量子通信的理想波段，也是人眼的安全波段。

介绍了一种新型的二极管直接抽运的可调谐Cr4+:YAG全固化激光器,其输出激光的单脉冲功率最大可达260mW,其波长调谐范围为1356～1553nm,跨度为197nm.

本文利用尾纤输出的半导体激光器泵浦Nd:YVO4激光晶体,获得连续的1064 nm激光输出;进行腔内Cr4+:YAG晶体调Q和KTP晶体腔内倍频,获得了脉宽约40 ns、平均功率107 mw、重复率12 kHz的532 nm微脉冲激光输出.

Cr4+:YAG晶体作为可饱和吸收体用于主-被动锁模的Nd:YAG激光器中,获得了稳定和完全的1064 nm锁摸脉冲列。更换具有不同初始透过率的Cr4+:YAG晶体,获得了从0.8 ns到2.4 ns宽的单个锁模脉冲。对于使用不同初始透过率的Cr4+:YAG晶体, 存在一个合适的初始透过率,使得脉冲宽度最短.考虑激发态的吸收, 利用速率方程分析了锁模的动力学过程,解释了实验结果。

分析了Cr4+:YAG作为1064 nm激光的可饱和吸收体实现被动锁模的机理。采用合适的折叠腔实现闪光灯抽运的Nd:YAG/KTP/Cr4+:YAG激光器的被动锁模和内腔倍频,得到输出能量为12 nJ的皮秒绿光脉冲序列。