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。

功率合成是获得大能量脉冲激光的有效方案。其中，多台脉冲激光器在时域上实现纳秒级同步是功率合成的关键技术。在论述自适应纳秒级脉冲激光时域同步控制原理的基础上，分析了影响同步时域控制的因素，提出了一种高精度脉冲激光同步时域控制技术。该技术采用负反馈精确延时的控制方式，实现对脉冲激光器出光时间的精确控制。完成了2台脉冲激光器的功率合成实验，实验结果表明，提出的高精度同步时域控制方案可以实现纳秒级精度的激光脉冲同步控制，激光合成效率≥95%。

采用磷酸钛氧铷（RTP）电光偏转器作为调Q开关，实现了连续激光二极管（LD）端面抽运Nd:YVO4的激光调Q运转。实验研究了输出耦合镜透射率不同、重复频率不同时激光器调Q的输出特性。当输出耦合镜透射率为60%，在5 kHz重复频率运转时，获得了平均输出功率为1.22 W、脉冲宽度为1.0 ns、峰值功率为244 kW的调Q脉冲输出；当重复频率为20 kHz时，得到的平均输出功率为2.67 W，脉冲宽度为2.2 ns，峰值功率为60.7 kW，对应斜率效率为37%，光束质量因子M2x= 1.226，M2y=1.229。并使用磷酸钛氧钾（KTP）晶体对激光器输出的1064 nm激光进行了腔外倍频，获得了重复频率为20 kHz、平均输出功率为1.33 W的532 nm绿光输出，倍频效率为50%。

在使用叠加脉冲方式进行激光打孔时，为了在一台激光器上实现大能量的长脉冲与高峰值的短脉冲激光叠加输出，采用同一工作物质不同增益区域来分别获得两种特性的脉冲激光同轴叠加输出的方法、在单台激光器上获得了两种脉冲激光的叠加输出。结果表明，在双氙灯脉冲抽运Nd∶YAG激光器中，腔长840mm、使用双平-平腔结构、工作物质长度150mm的情况下，采用高电阻率的磷酸钛氧钾电光Q开关对中心光束进行调Q，得到了脉宽10ms的长脉冲与63ns窄脉宽脉冲序列的稳定叠加脉冲输出，在抽运频率9Hz的情况下，最高得到了934W的平均功率，叠加脉冲包络能量10.4J，峰值功率46.7kW。此结果说明输出的叠加脉冲激光可以很好地满足激光打孔的需求。

报道了两种Nd:GdVO₄主动调Q 被动锁模激光器，利用自锁模(KLM)和半导体可饱和吸收耦合输出镜(SOC)锁模两种不同的被动锁模方式，分别与电光(EO)主动调Q 元件相结合，获得了稳定的调Q 锁模脉冲。主动调Q 自锁模脉冲调Q 包络重复频率为3 kHz，包络脉宽约1.2 μs，包络下锁模脉冲重复频率为159 MHz，锁模脉宽约963 ps。主动调Q SOC 锁模脉冲调Q 包络重复频率为10 kHz，包络脉宽约300 ns，包络下锁模脉冲重复频率为159 MHz，锁模脉宽约491 ps。分别提出了自锁模等效快饱和吸收体损耗和SOC 的非线性损耗表达式，并给出了主动调Q 自锁模激光器和主动调Q SOC 锁模激光器的速率方程组。对比了两种主动调Q 被动锁模激光器的输出特性，结合速率方程，提出了主动调Q SOC 锁模受到两种锁模方式的叠加作用。

研制了一台高重复频率电光调Q单纵模主振荡激光器。利用高速电子电路负反馈控制系统，在激光器谐振腔内引入一个随光强动态变化的损耗，建立了准连续的预激光状态，在此基础上进行电光调Q，加上谐振反射器的纵模选择作用，最终实现了稳定的单纵模输出。激光重复频率为1 kHz，脉冲宽度为15 ns，最高脉冲能量为2 mJ，在30 min时间内，单纵模几率达100%。激光器结构紧凑，系统简单可靠，已成功应用于激光振荡-放大系统的振荡器中。

针对电光Q开关速度快的特点，提出基于射频场效应管电光调Q驱动电路的设计方法。通过选择电磁对称性器件，多个电容并联，元器件及走线空间对称分布以较好的符合电磁对称性要求，使得回路等效电感降低。通过该方法可获得上升沿约16 ns,幅度大于5 000 V电光调Q开关驱动信号。该研究为高速高压电路设计提供了参考。

最大测程作为评估测距性能的综合性指标，成为影响**系统作战效能的重要因素。为了研制满足作战效能的远程激光测距系统的高光束质量窄脉冲宽度种子源，采用将传统高重频电光调Q 磷酸钛氧铷晶体应用于低重频调Q的方法，实现了重复频率25Hz、脉冲宽度18ns、单脉冲能量15mJ的输出，光束质量M2＜13。结果表明，该研究为远程激光测距系统所需窄脉冲宽度1ns～3ns、大脉冲能量200mJ、高光束质量的1064nm无水冷全固态激光源提供了合格的种子源。这一结果对高光束质量窄脉冲宽度的激光器的设计是有帮助的。

在灯泵Ce:Nd:YAG双掺晶体水冷激光器中，用高损伤阈值的新型电光晶体硅酸镓镧（La3 Ga5SiO14）作为Q开关，采用场效应管快速Q开关驱动电路，实现了20 Hz脉冲重复频率的稳定1.064 μm基频激光输出，在基频激光腔外设计了光参变激光谐振腔，用KTP晶体进行光参变转换，基于Ⅱ类非临界相位匹配条件，实现了1.57 μm人眼安全激光输出。研究了YAG晶体棒安装应力对1.57 μm输出的影响，发现由应力引起的双折射效应可使光参变转换效率严重降低，分析了效率降低的原因，给出了等效应力与光参变转换效率的关系曲线，测试得到所设计激光器的光参变转换效率最高点，在20 Hz脉冲重复频率下，当1.064 μm激光脉冲能量为220 mJ时，1.57 μm激光脉冲能量为109.3 mJ，最高达到了近50%的光参变转换效率，脉冲宽度为4.3 ns，束散角为8.1 mrad，此时电抽运注入为11.3 J，总电光效率为0.96%，进一步增大1.064 μm激光能量时，光参变转换效率会缓慢下降。激光器输出稳定性优于5%，结构紧凑，通过了温度、振动、冲击等主要环境试验技术指标考核，实现了工程化应用。

报道了一台激光二极管(LD)双端面抽运Nd:YLF和Nd:YAG双晶体串接多波长输出脉冲激光器。在抽运能量40.5 mJ，电光调Q重复频率500 Hz的工作条件下，获得单脉冲能量约为6 mJ的1064 nm/1053 nm双波长激光脉冲输出，光光转换效率约为14.8%。相同抽运条件下在腔内插入I类相位匹配LBO晶体作为非线性频率转换器，获得了脉冲总能量为3.6 mJ的526.5、529.0、532.0 nm三波长同时输出，由抽运光到输出绿光脉冲的转换效率约为8.9%，测得光束质量因子分别为M2x=1.61，M2y=1.25。