本文设计了一种紧凑型端面泵浦电光调Q Nd∶YAG激光器。为实现激光器整体结构紧凑, 以快轴准直后的半导体激光器叠阵(Laser Diode Arrays,LDAs)作为泵浦源。使用焦距分别为40 mm和25 mm的球面镜和柱面镜将泵浦光耦合至Nd∶YAG晶体内。利用Tracepro软件模拟了晶体入射端面和出射端面的光场分布。在采用Ф6 mm×30 mm、掺杂浓度10at.%Nd∶YAG晶体作为增益介质时, 入射与出射泵浦光斑分别为5 mm(慢轴)×45 mm(快轴)和3 mm(慢轴)×6 mm(快轴), 吸收效率为83%。利用Ansys软件模拟了在22 ℃和60 ℃条件下Nd∶YAG激光器壳体在360 s内的温度场动态分布。实验结果表明, 本文设计的紧凑型激光器可以实现稳定的脉冲激光输出。在重复频率分别为30 Hz和50 Hz条件下, 获得了单脉冲能量为30 mJ和25 mJ的单脉冲输出, 对应脉冲宽度分别为18 ns和16 ns, 斜效率分别为116%和1471%。实验结果表明, 本文设计的紧凑型激光器可以实现稳定的脉冲激光输出。

设计了一种端面泵浦扭转模腔双频Nd∶YAG激光器系统, 该激光器以偏振分光棱镜作为偏振元件, Nd∶YAG晶体的两端各放置一个四分之一波片, 在垂直于腔轴的平面内旋转其中一个波片, 输出连续可调谐双频激光, 最大调谐范围为一个激光谐振腔纵模间隔.采用琼斯矩阵进行了理论分析, 得出频率分裂量与波片转角成正比关系.实验研究了扭转模腔选模特性、纵模分裂特性和偏振特性.结果表明：两个四分之一波片正交时, 激光器输出线偏振单纵模激光, 扭转模腔失谐时, 单纵模分裂为两个正交的线偏振模, 实验获得的最大频率分裂量为3 GHz.实验结果与理论分析一致.该连续可调谐双频Nd∶YAG激光器结构简单, 可用于激光干涉测量和微波光电子等领域.

为了计算二极管抽运Nd∶YAG晶体温度场及热形变场, 建立了端面绝热、周边恒温的晶体热模型。基于Nd∶YAG晶体导热系数及热形变系数与其温度的函数关系, 应用Newton切线法对热传导方程进行求解, 得到了变导热系数和变热形变系数矩形截面Nd∶YAG晶体端面抽运下的温度场和热形变场的一般表达式, 同时计算了Nd∶YAG晶体在不同抽运功率和抽运光斑半径下内部温度场和热形变场的分布变化。结果表明, 使用钕离子质量分数为0.01、尺寸为3mm×3mm×8mm的Nd∶YAG晶体, 在功率为60W、光斑半径为450μm的抽运光照射下, 变导热系数的Nd∶YAG晶体端面最大温升为55.7℃, 最大热形变量为2.85μm, 而按传统将Nd∶YAG晶体导热系数、热形变系数均视为定值时, 晶体端面最大温升为43.4℃, 端面最大热形变为2.84μm。

介绍了激光二极管（LD）端面泵浦1 064 nm单频Nd∶YAG激光器的工作原理和结构特点，分析了影响这种固体激光器输出功率稳定性的主要因素，设计并实验研究了一种用于稳定该激光器输出功率的控制方案。该方案在严格控制LD和Nd∶YAG晶体工作温度的条件下，当单频Nd∶YAG激光器的输出功率波动时，根据LD输出功率与其注入电流成正比这一变化规律，利用获得的功率误差信号反馈控制LD的注入电流,即可稳定单频Nd∶YAG激光器的输出功率。实验结果表明：当LD泵浦1 064 nm单频Nd∶YAG激光器的输出功率约为11.5 mW时，采用所设计的控制系统，可使激光输出功率稳定性在130 min内优于1.3%。

为了研究脉冲输出波长为1319nm的 Nd∶YAG激光器，通过分析Nd∶YAG激光介质的辐射跃迁能级, 采用镀制高选择性介质膜的方法抑制1064nm等其它波长的起振，最终实现1319nm激光单脉冲输出。实验中采用闪光灯抽运、水冷Nd∶YAG激光器，KD*P调Q，平平腔结构，获得1319nm激光静态输出能量340.9mJ，动态输出76.8mJ，重频1Hz，脉宽17ns，束散角2.7mrad。结果表明，通过镀制高选择性介质膜的方法可以实现1319nm激光调Q脉冲输出。

研究了最大平均输出功率达206 W的高功率准连续绿光激光器.利用ABCD定律及高斯光束在腔内的自再现条件，分析了激光晶体热透镜效应及热致双折射效应对谐振腔稳定性和输出光束质量的影响.实验中将两个型号相同的LD侧面泵浦激光模块分别置于一个平-凹V型谐振腔和一个平-凹直腔内，形成两束稳定运转的1 064 nm基频光，经过声光Q开关和倍频晶体后，产生两束倍频光，均到达平面折叠镜，最终由平面折叠镜单向重叠输出.当激光模块的泵浦电流为50 A，声光调Q的重复频率为22.4 kHz时，最大平均输出功率为206 W，最大单脉冲能量为9.2 mJ,脉冲宽度为201 ns，峰值功率为45.8 kW的532 nm绿光输出，倍频效率达到60.2%.激光器2 h工作的功率不稳定度优于2.5%.

报道了清华大学光子与电子技术研究中心近年来在角抽运全固态激光器方面的研究成果, 其中包括大功率全固态角抽运Yb∶YAG激光器的研制, 全固态角抽运Yb∶YAG绿光激光器的研制以及中小功率全固态角抽运Nd∶YAG基模激光器的研制。

报道了LD侧面泵浦Nd∶YAG／S－KTP腔内倍频高功率660 nm连续红光激光器。泵浦组件(呈三角形等间距分布)由9个20W的激光二极管组成，最大泵浦功率为180 W。通过对谐振腔参数进行优化设计，用LD连续抽运3 mm×65 mm Nd∶YAG激光棒时，获得了波长为1319nm的基频光振荡。利用S－KTP Ⅱ类临界相位匹配腔内倍频技术，当泵浦电流为22 A时，获得了6．8 W的连续红光激光输出，光－光转换效率为4．3%。

基于大口径片状Nd∶YAG介质,采用双色膜技术设计并研制了高效率V形有源镜(AM)激光器。该激光器有四个模块,每个模块包含两片大口径Nd∶YAG片状介质。实验结果表明,四模块工作时,该激光器的脉冲输出能量为47 J,全系统效率达到了1.2%,斜率效率约1.3%,与理论预期值符合。同时利用该激光器的模块化设计特点,重点研究了单脉冲激光输出与模块数目的定标放大关系。结果表明,激光器的输出能量与模块数目基本呈线性关系,显示出该多模块有源镜激光器的定标放大优势,适合高平均功率运转。

详细阐述了同心抽运、同心冷却的激光二极管紧包侧抽运Nd∶YAG激光器的实验研究工作。这种抽运结构使晶体内的增益场与谐振腔基模实现了良好的匹配,易于得到良好的光束质量和大能量输出,基模提取效率高。模拟分析了晶体内的增益场以及横截面内的温度分布,从不同角度探讨了激光二极管的温度特性对器件工作的影响。研究了晶体的热致退偏效应对器件调Q工作的影响,并且初步探讨了不同腔长、不同腔型下器件的工作情况,这些实验结果对进一步优化使用这种抽运结构有指导意义。所设计的激光器在工作频率6 Hz时,得到了斜效率为44.3%的多模调Q输出。在抽运能量735 mJ时,得到最大输出能量135 mJ,脉宽7.6 ns的调Q脉冲,光光效率为18.4%,插头效率为11.0%,光束发散角小于1.5 mrad。