报道了基于半导体激光端面抽运的a切Nd:GdVO4晶体级联自拉曼激光的输出特性。利用Nd:GdVO4晶体的优异激光特性和较强的拉曼增益, 结合使用针对级联拉曼设计的宽带高反腔镜, 在声光Q开光调制下, 成功实现了基于882 cm-1频移的1 309 nm波长二阶斯托克斯激光输出。在10 W入射抽运功率和50 kHz重复频率下, 获得了平均输出功率1.48 W, 脉冲宽度5.3 ns的1 309 nm激光输出, 对应的二阶斯托克斯激光阈值和光光转换效率分别为5.9 W和14.8%。结果表明: 以Nd:GdVO4作为自拉曼晶体, 通过级联拉曼可实现高效二阶斯托克斯激光输出, 对丰富固体激光波长具有重要价值。

为了获得高功率窄脉宽532 nm绿光激光输出,通过高重复频率声光驱动调Q技术和LD侧面泵浦Nd∶GdVO4技术,获得高功率线偏振1 064 nm激光输出。采用内腔倍频方式,对非线性晶体KTP进行频率变换,实现高功率窄脉宽绿光激光输出。在电源输入电流30 A,调Q驱动频率10 kHz的条件下,获得最高功率30 W线偏振1 064 nm激光输出,脉宽30 ns,倍频KTP晶体获得23.4 W的532 nm绿光输出,1 064 nm到532 nm转化效率为78%。实验结果表明：通过声光调Q技术和LD侧面泵浦Nd∶GdVO4技术,可以实现高功率线偏振窄脉宽1 064 nm激光输出,倍频非线性晶体KTP可获得高功率窄脉宽532 nm激光。

采用光纤耦合输出激光二极管（FCLD）单端端面抽运Nd:GdVO4晶体的方式，获得高功率单频激光的输出。在实验中，采用四镜折叠环形腔，考虑了晶体的热透镜效应后，优化了环行腔腔型。通过在腔内插入法拉第旋光器和半波片实现激光的单向运转从而抑制空间烧孔效应，在腔内插入标准具后，压缩了单频激光的线宽，获得了连续单频1063 nm激光输出。在18.10 W抽运功率时，获得了7.57 W的单频激光，光光转换效率为41.8%，光束质量因子M2≈1.2。

以解析热分析理论为基础,建立了平板Nd:GdVO4晶体在激光二极管阵列双侧抽运时的导热微分方程。通过方程求解,得到平板Nd:GdVO4晶体内部温度场分布的解析式和热形变分布。温度场和热形变场的数值模拟表明,当抽运光平均功率为10 W,抽运区域为1 mm×1 mm时,4组激光二极管阵列光源在3处不同位置的一维温度场、二维温度场分布和热形变量有很大差异;3处抽运光源位置所产生的温度分布和热形变量对比,得到了抽运光源在位置 1,2 处所产生的温升和热形变量相对较小,位置3处最大。

以求解热传导方程为基础,研究了端面抽运圆截面激光晶体内部温度场和抽运端热形变。通过对端面抽运激光晶体工作特点的分析,建立了晶体端面与外界非绝热边界条件;提出了热传导方程新的求解方法,得出了圆截面激光晶体内部温度场和抽运端热形变的解析表达式;研究了σ(空气传热系数与晶体导热系数之比)取不同值时,晶体中的温度场和抽运端热变形分布。结果表明,常用的晶体端面绝热假设与晶体实际工作状态不符。当σ=0,0.6和∞时,计算出晶体中的最大温升分别为165.2,135.7和40.1 ℃,晶体抽运端的最大热变形分别是0.66,0.55和0.22 μm。

报道了激光二极管泵浦、采用半导体可饱和吸收镜(SESAM)实现的Nd:GdVO4连续被动锁模运转激光器,得到了较大功率输出(接近1 W)的连续锁模激光.设计了四镜z型折叠激光谐振腔,在不同曲率半径的腔镜及不同的腔长条件下,分别获得了重复频率为250 MHz和100 MHz的稳定连续锁模脉冲输出.采用透过率1%的输出耦合镜,在泵浦功率为6.9 W时,得到连续锁模激光输出功率970 mW,光-光转换率达到13.7%.理论上讨论了调Q锁模的抑制措施,并结合实验结果进行了分析,得到了1063 nm稳定连续锁模激光输出,锁模脉冲光谱宽度1.2 nm(FWHM),用自相关仪测得脉宽为15.1 ps.

利用879 nm新型激光二极管(LD)抽运Nd:GdVO4晶体,在室温下实现了4F3/2→4I9/2准三能级激光谱线跃迁。对掺杂原子数分数0.2%,3 mm×3 mm×3.8 mm的晶棒,在抽运功率为33 W时,获得912 nm最大输出2.5 W,斜率效率11%,相应的对吸收抽运功率的斜率效率达38%;对掺杂原子数分数0.2%,3 mm×3 mm×5 mm的晶棒,在抽运功率为33 W时,获得912 nm最大输出功率3.0 W,斜率效率16%,相应的对吸收抽运功率的斜率效率达45%。在腔内插入声光(AO)Q开关,当重复频率为10 kHz时, 获得了脉冲宽度为22 ns,平均功率为660 mW,峰值功率达3 kW。理论上分析了晶体的长度、浓度与准三能级激光器振荡阈值的关系,讨论了再吸收损耗对激光器的运转状态产生的影响,并通过实验观察了再吸收损耗的饱和效应。

激光二极管(LD)泵浦的Q调制高频率、窄脉宽、高峰值功率的固体激光器在激光雷达、激光加工等领域日益得到广泛的应用,而更高调制频率的固体激光器在将来会更受青睐.分析了泵浦功率和输出透过率两个因素在10～100 kHz调制频率下对脉宽的影响程度.研制了LD单端泵浦Nd:GdVO4声光调Q激光器,实现了重频100 kHz下窄脉宽激光输出.在重频为80 kHz时,获得脉宽17.7 ns,平均输出功率3.49 W,峰值功率2.46 kW和在重复频率为100 kHz时,获得脉宽19.6 ns,平均输出功率3.52 W,峰值功率1.79 kW的效果.

对于连续泵浦的内腔式倍频、参量振荡等非线性激光器件,常需要准连续运转来提高腔内的峰值功率,声光调Q是目前获得准连续运转激光器的重要途径.在LD端泵a向生长Nd:GdVO4晶体1.34 μm静态激光的基础上,利用声光调Q对1.34 μm的动态激光进行了实验研究.当声光调Q器件重复率为5 kHz时,获得的最短脉宽为170 ns,此时的单脉冲能量为44.8 μJ,峰值功率为256 W.实验表明,1.34μm平均功率随声光调Q的重复率增加而增大,脉冲宽度随重复率的减小而变短,因而低重复率下可得到更高的峰值输出功率.

Efficient continuous-wave (CW) intracavity frequency doubling of a diode-end-pumped Nd:GdVO4 laser operating on 4F_(3/2)-4I_(9/2) transitions at 912 nm has been demonstrated. A symmetrical cavity with two laser rods is designed, which divides the pump power between the two laser rods, allowing for greater power scalability. An 18-mm-long BiBO crystal, cut for critical type I phase matching, is used for the intracavity frequency-doubled laser. A maximum output power of 6.2 W in the blue spectral range at 456 nm has been achieved with the pump power of 36 W. The beam quality M2 value is 2.5 in both horizontal and vertical directions. The ellipticity of the deep blue laser is 0.98, and the power stability is better than 3.2% at the maximum output power.