介绍了一台工业级大能量光纤耦合激光二极管(LD)端面泵浦皮秒脉冲激光器。装置利用Nd:YVO4晶体作为增益介质, 通过半导体可饱和吸收镜(SESAM)获得重复频率93.85 MHz、脉冲宽度15.8 ps、单路输出功率200 mW的锁模脉冲序列。放大器采用LD端面泵浦Nd:YAG晶体提供增益, 其中, 再生放大器实现了重复频率在1～20 Hz范围内可调, 且单脉冲能量106倍率的选脉冲放大, 双通行波放大器对脉冲进行再次放大, 最终获得了单脉冲能量为12 mJ的皮秒激光输出。

报道了一台激光二极管侧面泵浦Nd∶YAG双向加压式电光调Q全固态纳秒激光器。采用结构简单的平-平腔设计, 当重复频率为500 Hz时, 得到了脉宽为5~20ns的可调输出, 当脉冲宽度为6ns时, 获得了平均输出功率为2.31W、中心波长为1064 nm的基模光, 光束发散角为2.1 mrad, M2≤1.2, 单脉冲能量稳定性高于1.16%(均方根)。采用两种不同的双通放大方式对调Q光进行放大, 分别获得了功率为18.7 W和24.4 W的脉冲输出, 单脉冲能量抖动低于2.16%和1.87%。

对亚纳秒脉宽激光脉冲进行了双通放大的实验研究。双通放大器增益介质掺杂原子数分数为1.0%，3 mm×120 mm的Nd:YAG棒。为了消除自激振荡和放大自发辐射(ASE)效应，Nd:YAG棒两端面采用1.5°倾角设计。为了获得较高的能量提取效率，通过选择合适的扩束镜倍率，保证主振荡器输出的种子激光光斑面积大约为晶体棒端面面积的80%。主振荡器输出的单脉冲能量为0.16 mJ，重复频率为5 Hz，脉冲宽度为0.964 ns，M2为1.5的种子激光，经过Nd:YAG双通放大后，得到了单脉冲能量88 mJ，脉宽0.975 ns，M2为1.7，不稳定度小于±3%，550倍的稳定高增益亚纳秒激光双通放大输出。

采用无水乙醇低温冷却Yb:YAG片状放大器结构，验证温度对准三能级结构Yb:YAG晶体自吸收的影响。详细研究了放大器在不同条件下的放大性能。在光抽运能量为2.17 J时，单通双程的小信号增益在低温(213 K)下可达3倍；采用双通四程放大结构，小信号增益提高到9倍，获得了单脉冲能量60 mJ的信号光输出。

在高重复频率激光二极管抽运Nd:YAG激光双通放大器中,采用石英玻璃棒作为相位共轭镜取代传统的0°全反镜,进行了光学相位共轭实验研究。在重复频率400 Hz,注入脉冲宽度20 ns下形成了稳定的光学相位共轭,较好地补偿了增益介质热效应造成的光束畸变,改善了双通放大输出光斑分布。采用0°全反镜双通输出光斑分布中的较强环状衍射调制得到了很好的消除,获得了较好光束质量的激光输出,放大器输出光束质量因子M2值由4左右提高到1.4,同时避免了非线性介质内部的光学击穿和损伤。

本文对波导染料自发辐射放大器进行了理论和实验研究。利用矩形波导模型求出波导模式、放大自发辐射阈值、放大自发辐射的近场及远场光强分布。实验获得放大自发辐射的远场光斑图样与理论计算比较基本一致,并对放大自发辐射输出特性进行研究。