报道了一种由波长锁定878.6 nm LD双端抽运Nd:YVO4声光调Q激光器, 重复频率在500 kHz时具有稳定的1 064 nm脉冲激光输出。在重频为100 kHz, 晶体吸收功率58 W时, 获得18.2 W的1 064 nm激光输出, 光-光转换效率为31.3%, 脉宽为15.2 ns; 在重频为500 kHz、晶体吸收功率58 W时, 获得26.1 W的1 064 nm激光输出, 光-光转换效率为45%, 脉宽为44.2 ns, 重频在100~500 kHz下具有稳定的脉冲输出, 光束质量较传统模式下有明显提高, 并且转换效率也有提升。实验表明: 利用波长锁定878.6 nm激光二极管直接泵浦的方式, 有利于降低晶体热效应、提高光束质量, 提高光-光转换效率, 获得窄脉宽的脉冲激光输出,并且在一定的温度变化范围内具有极好的温度稳定性。

报道了相同实验条件下激光二极管端面抽运生长型复合Nd:YVO4晶体声光调Q和RTP电光调Q激光器。应用声光调Q和RTP电光调Q分别实现了最高重复频率200 kHz和500 kHz的TEM00模1 064 nm激光输出, 输出平均功率分别达到12.13 W和13.56 W, 脉冲宽度分别为16.65 ns和27.27 ns, 并首次对比了两种调Q体制下的高重频激光输出特性。实验结果表明, RTP电光调Q具有更好的高重频关断能力, 但由于受到高压驱动的限制, RTP电光调Q无法在更高重复频率下实现窄脉宽高峰值功率激光输出, 而在更高重频下仍有较好输出性能的声光调Q将取代电光调Q成为几百千甚至上兆Hz高重频激光器的首选调Q机制。

为了实现在高重复频率调Q的同时, 又有好的光束质量。实验设计了激光二极管抽运的高重复频率、高功率的主功率放大(MOPA)结构激光器, 激光器采用声-光调Q , 主振荡功率放大+二级放大的结构。优化了主功率放大(MOPA)激光器的结构和相关参数, 完成了关于高功率高重频主功率放大(MOPA)结构激光器的实验研究, 并且通过合理排列光学元件在谐振腔中的位置来实现光束质量的提高, 利用聚焦镜和狭缝来实现激光模式的匹配。在重复频率为50 kHz时, 实现了最高功率为51.3 W, 输出脉宽为18.62 ns, 光束质量为M■■=1.882、M■■=1.971的激光输出, 光-光转换效率为23.75%。在增益导引的作用下, 主振荡功率放大(MOPA)激光器的输出光光束质量得到了有效的提高。

报道了一种由波长锁定878.6 nm半导体激光器抽运Nd:YVO4晶体的1064 nm激光器，当晶体吸收7.41 W的抽运功率时获得了5.75 W的1064 nm激光输出，相对于吸收功率的斜率效率为80.2%，光光转换率为77.6%，并且对波长锁定878.6 nm，非波长锁定的808 nm，878.6 nm抽运的激光器的温度特性进行了研究，结果表明利用波长锁定878.6 nm作为抽运源的激光器在10 ℃~40 ℃的温度变化范围内具有很好的输出稳定性。

研究了Nd:YVO4 激光晶体对808 nm附近光的吸收, 定量给出了不同激活粒子浓度与其吸收808 nm光的关系。在测试晶体透过率基础上,通过计算, 给出了Nd:YVO4 晶体808 nm波长光的吸收系数。实验得出了在确定浓度和长度的情况下,晶体对808 nm泵浦光吸收系数是一个不与泵浦源功率相关的确定值。 计算了π 和 σ两偏振吸收,比较出它们之间的关系。

采用Nd:YVO4晶体带内抽运波长914 nm，降低激光二极管(LD)连续抽运时晶体的热负荷和端面热应力，提高高重复频率Nd:YVO4皮秒再生放大器输出性能。研究分析了普克尔盒加压脉宽对工作频率为100 kHz的Nd:YVO4再生放大器输出脉冲稳定性的影响，在吸收914 nm抽运功率为68 W，通过控制普克尔盒加压脉宽，实现了对单脉冲能量为1 nJ、脉宽为5.7 ps、频率为42.7 MHz的全固态Nd:YVO4半导体可饱和吸收镜(SESAM)锁模种子激光脉冲的稳定的100 kHz皮秒激光再生放大，输出平均功率为21.2 W。

报道了采用激光二极管端面抽运a轴切割的Nd:YVO4晶体自拉曼和频激光的实验研究。从谐振腔结构、晶体膜系以及和频晶体的选择方面对激光系统进行了设计，对连续运转和声光调Q下和频激光器的性能进行了研究。以KTP晶体为和频晶体，在12 W的抽运功率下，获得了580 mW的558.6 nm连续黄绿激光输出，光光转化效率为5%。在17.5 W的抽运功率和30 kHz的声光调Q重复频率下，获得了最高平均功率为1.71 W、脉冲宽度为21 ns的黄绿激光输出，光光转化效率为9.8%。

充分利用全固态激光器结构紧凑的优点，设计了一套紧凑型直腔式457 nm蓝光激光器系统。在设计过程中，针对Nd:YVO4激光晶体的自身性质及其产生914 nm激光的相关光学特性，着重对该激光系统的激光阈值进行分析，对温控系统及谐振腔参数进行优化。最终实现了Nd:YVO4激光晶体914 nm波长激光运转，并在此基础上利用BIBO晶体进行腔内倍频获得457 nm激光输出。入射抽运光功率为24.2 W时，最高输出功率为1.56 W，光光转换效率为6.45%，功率稳定度低于2.98%，M2因子为1.3。

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。

采用中心波长为888 nm的激光二极管作为抽运源，减轻了Nd:YVO4晶体中的热效应。通过合理的谐振腔设计，扩大激光晶体处的基模尺寸和振荡光在凹面腔镜处的入射角，减轻了激光晶体内部的热效应和谐振腔像散，提高了激光器的输出功率。采用四镜环形腔选模的办法，获得稳定的高功率单频激光输出。在吸收的抽运功率为67.5 W时，实现了最高功率为21.5 W的532 nm单频激光输出，其8 h功率稳定性优于±1%，光束质量M2<1.1，光光转换效率为31.9%。