利用半导体增益介质中的非线性克尔效应，结合增益芯片上泵浦光斑形成的软光阑，在外腔面发射激光器中实现了重复频率为1.1 GHz、脉冲宽度为4.3 ps的连续自锁模。通过在谐振腔内插入不同厚度的双折射滤波片，实现了可连续调谐的激光波长输出。当双折射滤波片的厚度为2 mm时，获得的波长调谐范围为30 nm，最大输出功率为129 mW，激光器可在964～979 nm波段内维持连续锁模状态，获得的锁模调谐波长范围为15 nm。本文还分析了外腔面发射激光器中启动克尔锁模的机理和条件，同时就双折射滤波片对锁模激光波长的调谐范围进行了讨论。

通过研究双折射晶体Nd∶YVO4的偏振特性,利用楔角为10°的Nd∶YVO4激光晶体和倍频晶体KTP(磷酸钛氧钾)在绿光激光器中构造了一个新型双折射滤波器。理论分析了KTP晶体的长度、基频光在KTP中的入射角度和KTP的温度对双折射滤波器选频的影响。实验中使用长度为4.4,5,7 mm的KTP,采用V型腔结构,最后分别获得了90,120,104 mW的单频绿光。实验结果表明,由楔形Nd∶YVO4和KTP构成的双折射滤波器成功实现了激光单纵模运转,且方法简单易行。当KTP晶体长度为5 mm时,测得楔形Nd∶YVO4/KTP激光器的单纵模运转温度范围约为5 ℃。

为了获得峰值功率高、相干性好、频差大的双频脉冲激光,设计了一种二极管端面抽运被动调Q双腔双频Nd∶YAG激光器,该激光器采用共增益T型双驻波腔结构,腔内偏振分光棱镜和半波片组成的双折射滤光片作为激光纵模选择元件,并以Cr ⁴⁺∶YAG晶体作为腔内被动Q开关,使1064 nm激光的p分量和s分量分别在直线腔和直角腔内同时以单纵模振荡,从而获得1064 nm正交线偏振双频激光脉冲输出。建立了被动调Q双腔Nd∶YAG激光器速率方程组,理论分析了双腔脉冲激光输出特性,实验研究了双腔双频脉冲激光的振荡特性和输出特性。实验结果表明:当激光二极管的抽运功率为2.7 W时,从直线腔输出的p偏振单频脉冲激光的重复频率、脉冲宽度和峰值功率依次为5.8 kHz、42 ns和126.4 W;从直角腔输出的s偏振单纵模激光脉冲的重复频率、脉冲宽度和峰值功率依次为5.8 kHz、40 ns和133.6 W。该双频脉冲激光的频差约为10 GHz。这种双频脉冲固体激光器在激光干涉测量和相干激光雷达探测等领域具有广阔的应用前景。

为了研究单轴晶体铌酸锂双折射滤光片的温度特性，采用计算机进行数值理论分析，讨论了入射光方向上铌酸锂晶体双折射率和厚度随温度变化的关系，并利用Ultra-6600系列紫外-可见分光光度计对铌酸锂滤光片进行了光谱测量和实验验证。结果表明，在不同波段的滤波带宽，可以找到某些特定的入射角度，使滤光片的中心波长不随温度变化而变化，双折射滤光片温度的稳定性可以保持。此结果说明，可以通过调节入射光方向来提高滤光片的温度稳定性和使用精度。

设计了一种基于多模干涉滤波器和双折射滤波器的四波长可开关光纤激光器，理论分析了多模干涉滤波器和双折射滤波器及其级联结构的滤波特性.双折射滤波器能有效地抑制多模干涉滤波器的不规则边模.保偏掺铒光纤同时作为增益介质和滤波元件，优化多模光纤长度和保偏掺铒光纤长度保证了波长间隔的最佳匹配，级联滤波器的滤波周期为4.89 nm.调节偏振控制器，光纤激光器实现了单波长、双波长、三波长以及四波长可开关激光输出，输出激光的边模抑制比均大于40 dB，1 h内波长波动均小于0.1 nm.

为了研究机械应力对石英滤波输出的影响,基于石英晶体的弹光效应,推导了石英晶体双折射率与不同方向机械应力之间的关系,并进行了数值模拟.采用了Ultra-6600系列紫外-可见分光光度计搭建了实验系统,得到了立奥型石英双折射滤光片的透射光谱图,并对光谱图进行了研究与分析.结果表明,在不同方向机械应力作用下,立奥型石英双折射滤光片的中心波长发生漂移;大小为0.0025N/m2机械应力沿Ox1轴、Ox2轴、Ox3轴方向作用,石英滤波片中心波长向长波长方向的漂移量分别约为0.4nm,0.6nm,1nm.这一结果对石英双折射滤光片的封装制作、正确设计和使用是有帮助的.

为了产生大频差可调谐双频激光输出，利用偏振分光棱镜(PBS)的自然分光和起偏作用，将激光谐振腔分成正交的直线腔和直角腔，设计一种激光二极管端面抽运频差可调谐双频Nd∶YAG 激光器。该激光器的两个腔均采用双折射滤光片使1064 nm 振荡激光的p 和s 偏振分量分别以单纵模振荡输出。理论分析双折射滤光片的选模原理和双频激光同时振荡原理，实验研究1064 nm Nd∶YAG 激光单纵模振荡特性和调频特性。实验观察到的1064 nm 双频激光的频差调谐范围为11.4~168.6 GHz，其最大频差达到Nd∶YAG 的荧光线宽。这种大频差可调谐1064 nm 双频Nd∶YAG激光器可广泛应用于激光干涉测量和激光光谱学等领域。

为了产生1064 nm单频可调谐Nd:YAG激光输出，设计了一种二极管抽运电光可调谐单频Nd:YAG激光器，采用偏振分光棱镜（PBS）和铌酸锂(LN)晶体组成电光双折射滤光片,作为激光单纵模选择元件和频率调谐元件。理论分析了其选模原理及调频原理，实验研究了1064 nm Nd:YAG激光单纵模振荡特性和调频特性。实验结果表明：这种Nd:YAG激光器能以线偏振单纵模稳定振荡，当改变加在LN晶体上的横向电压时，1064 nm单纵模激光振荡波长调谐量为0.474 nm, 相应的频率调谐量为142.2 GHz。这种电光可调谐1064 nm单频Nd:YAG激光器可广泛应用于激光干涉测量、激光雷达探测和激光光谱学等领域。