该文介绍了一种损伤阈值较高的2.7 μｍ声光调Q器件, 比较分析了几种常用的近红外声光材料, 优选铌酸锂晶体做调Ｑ器件的声光介质材料, 它能较好地兼顾衍射效率、光学性能及抗激光损伤能力。该文还分析了激光腔Q值与衍射效率的关系, 通过优化衍射效率的分布, 达到降低驱动功率、提高关断能力的目的。用铌酸锂晶体制作的2.7 μm声光调Ｑ器件, 其工作波长为2.7~2.8 μm, 工作频率为40.68 MHz, 光孔径为3 mm, 通光孔中心部位衍射效率可达75%。与氧化碲制作的声光调Ｑ器件相比, 铌酸锂晶体制作的2.7 μm声光调Ｑ器件的抗激光损伤能力较高。

报道了全固态脉冲运转腔外四倍频289.9 nm紫外激光器。首先，基于Nd∶KGW晶体的受激拉曼散射机制，以Nd∶YVO₄晶体作为增益介质，结合声光调Q技术，研制了一台1159.31 nm红外拉曼激光器。当二极管阵列的总抽运功率为20 W时，1159.31 nm激光的输出功率为983 mW，脉宽为13.5 ns。依次利用Ⅰ类相位匹配偏硼酸锂(LBO)和偏硼酸钡(BBO)晶体进行腔外二倍频和四倍频，实现了平均功率为108 mW的289.9 nm紫外激光输出，重复频率为10 kHz，脉冲宽度为8 ns，峰值功率为1.35 kW，四倍频转化效率为11%。测量了紫外激光的输出光斑，分析了平均功率随脉冲频率的变化关系。

以两个65 W的793 nm 激光二极管(LD)作为泵浦源,采用U型谐振腔结构进行高功率声光调Q运转实验研究。采用三种b轴切割的板条状镀金Tm∶YAP晶体作为增益介质,分析比较三种增益介质和不同腔参数组合对激光输出性能的影响。当最大泵浦功率为130 W时,连续激光输出的最大功率为42.5 W,斜率效率为42.5%。经过声光(AO)调制后,当重复频率为10 kHz时,调Q激光的最大平均输出功率为33.2 W,脉冲宽度为200 ns。将重复频率提高至40 kHz时,获得最短脉冲宽度为64 ns,相应平均功率为30 W,中心波长为1944 nm的激光输出。采用MATLAB软件仿真输出脉冲激光光斑的三维能量分布,光斑能量呈典型的高斯分布,可见光束质量较好。高功率Tm∶YAP激光器可作为3~5 μm中红外光学参量振荡器的泵浦源,在众多领域具有良好的应用前景和巨大的发展潜力。

报道了一种高重复频率、大单脉冲能量的全固态声光调Q Nd∶YAG激光器。采用主振荡-功率放大(MOPA)结构,将具有热补偿结构的双棒串接谐振腔作为种子源, 两个板条增益模块作为放大器。采用熔石英为声光介质,重复频率在10~100 kHz范围内可调。种子源在10 kHz重复频率下获得平均功率为14 W的线偏振脉冲激光输出,种子光经扩束整形后注入两级板条增益模块进行功率放大。当抽运功率为22.7 kW时,可获得平均功率为4256 W的激光输出,单脉冲能量为425.6 mJ,激光脉宽为133 ns,峰值功率为3.2 MW,光束质量β为3.8倍衍射极限。此外,改变激光的重复频率时,激光输出功率和脉宽无明显变化。

为满足13.5 nm极紫外光刻(EUVL)等领域的应用需求，研制了高重复频率、高稳定性的声光调Q CO₂激光器。首先，对声光Q开关的工作原理进行了分析，并实验研究了调制信号电压与衍射效率的关系。接着，研究了调制信号占空比对脉冲波形的影响，通过选择适当的占空比消去了脉冲拖尾。然后，对不同重复频率下的脉冲宽度、功率和脉冲幅值稳定性进行了测量和分析。最后，对激光器的光束指向稳定性进行了测量。实验结果表明：该激光器实现了重复频率1~100 kHz连续可调的脉冲输出，在重复频率1 kHz时，获得最小脉冲宽度252 ns和最大峰值功率7 579 W的激光脉冲输出。通过设计以殷钢管为主体的支撑架，使得激光器的脉冲幅值不稳定性小于3%，光束指向稳定性为46.6 μrad。该声光调Q CO₂激光器可作为高性能种子源在EUVL等领域中得到应用。

为了研制激光干涉成像所需的主振荡功率放大(MOPA)结构脉冲单频激光器, 本文完成MOPA激光器的种子源即声光调Q脉冲单频1 064 nm激光器的特性研究, 同时完成种子源腔外倍频绿光特性研究。脉冲单频激光器采用声光调Q模块实现脉宽约20 ns的1 064 nm脉冲激光输出, 采用环形腔设计并采用一组不同厚度的标准具实现单纵模运转。实验研究基频1 064nm和倍频532 nm激光脉冲的线宽, 得出在全脉宽范围内都具有较高时间相干性的结论。实验分别获得脉宽约28 ns峰值功率约65 kW的1 064 nm脉冲单频激光和脉宽约20 ns、峰值功率约05 kW的532 nm脉冲单频激光, 腔外倍频效率为56%。实验同时也验证了腔外倍频的激光脉宽压缩效应。

利用半导体可饱和吸收镜锁模技术, 在半导体激光侧面抽运Nd∶YAG晶体固体激光器Z型腔结构中实现了连续锁模运转, 获得输出功率356 mW、重复频率101 MHz、单脉冲能量3.49 nJ、脉冲宽度23.4 ps和中心波长1 064 nm的皮秒锁模激光输出, 测得光束质量M2因子约1.2.为了提升锁模脉冲的平均单脉冲能量, 实验研究了声光调Q开关与半导体可饱和吸收镜同时作用的调Q锁模激光器, 在提高锁模脉冲稳定性的同时, 将锁模平均单脉冲能量提高到406 nJ, 为连续锁模脉冲的116倍.

报道了一台激光二极管(LD)侧面抽运Nd:YAG 腔内倍频与和频准连续355 nm紫外激光器。采用双头Q开关调制的LD侧面抽运Nd:YAG激光器，通过在腔内置入I类非临界相位匹配的三硼酸锂(LBO)晶体进行倍频获得532 nm波长准连续激光，置入两块II 类相位匹配的LBO 晶体对基频光和倍频光进行两次和频，从而获得了大功率准连续355 nm紫外激光输出。在注入电功率为939.6 W、重复频率为8 kHz 时，355 nm 激光最大输出功率为15.3 W，脉宽为90 ns，总转换效率为1.63%，其光束质量M2x,M2y分别为4.23和4.56，功率不稳定度为±2.7%。

根据现有生成超连续谱方案的不足， 搭建了一台全光纤结构的纳秒声光调Q激光器。该激光器中心波长为1 064.3 nm，重复频率为20 kHz，脉冲宽度为250 ns；经过一级放大得到的输出功率为13.02 W。将信号光耦合进自行研制的高功率模场适配器 (MFA) ，得到了10.7 W的信号光输出，耦合效率高达82.2%。将MFA与光子晶体光纤（PCF）熔接，得到了平均功率为5.43 W的超连续谱输出，光谱覆盖为900~1 700 nm。由于实验采用的声光调制器 (AOM) 脉宽较宽，导致泵浦光峰值较低，非线性效应较弱，未能使超连续谱向可见光展宽。因此，建议采用较窄脉宽的AOM作为调Q元件来实现高峰值功率输出，以改善纳秒脉冲PCF产生的超连续谱特性。

绿光激光雷达是探测大气气溶胶的有效工具。作为光源的激光器对激光雷达有决定性的影响，激光器性能的改善将显著提高激光雷达的探测能力。依据微脉冲激光雷达光源的要求，研制了一台高光束质量、高重复频率、高脉冲能量的紧凑型激光二极管(LD)端面抽运声光调Q毫焦耳级532 nm绿光激光器。在2 kHz的重复频率下，获得了脉冲能量为0.9 mJ、脉宽为22 ns的绿光输出，光束M2因子小于1.76、能量不稳定度为±2%。该激光器有助于提高微脉冲激光雷达的探测距离、探测速度和探测精度。