为了在对基频光透射率分别为5%和10%的两种入射腔镜(其它参数相同)中择优, 利用波长对应于铯原子D1线的894.6nm半导体激光作为基频光, 抽运以周期极化磷酸氧钛钾(PPKTP)晶体作为非线性介质的两镜驻波倍频腔, 通过外腔倍频过程产生447.3nm蓝光, 对利用这两种腔镜搭建倍频腔所产生的蓝光进行了对比。结果表明, 在注入350mW基频光、倍频腔采用透射率为5%的入射腔镜时, 制备了178mW蓝光, 倍频效率为50.8%, 0.5h功率起伏为1.4%; 采用10%透射率腔镜的倍频腔获得131mW蓝光, 倍频效率为37.4%, 0.5h功率起伏为0.7%;使用5%透射率入射腔镜的倍频效果更好。该研究对产生铯原子D1线非经典光场所需高质量抽运源的制备具有重要指导意义。

准相位匹配晶体外腔谐振倍频是获得高效率短波长激光稳定输出的技术之一。为消除高功率激光抽运时非线性级联过程的影响、提高倍频激光的输出功率,本文设计了一种双端输出倍频谐振腔。首先在实验上比较了双端和单端输出谐振倍频过程的倍频效率和输出功率;并在理论上分析了双端腔型下基频光与倍频光相对相位的变化对于倍频输出光功率的影响,通过控制相对相位可以获得高的倍频光输出功率。实验结果与理论分析基本吻合。

利用脉冲式半导体激光器(LD)具有高峰值功率的优点，通过对抽运光和基频光的模式进行匹配，构建了一台脉冲式LD抽运腔倒空结构的主振荡器和功率放大器，并对其进行了腔外倍频实验。实验结果表明，系统实现了非常紧凑的结构，脉冲式LD抽运的方式能够提高振荡器和功率放大级的能量输出，更好地消除热畸变的影响，从振荡器可以获得脉冲宽度达3.7 ns、脉冲能量约为4 mJ的基频激光脉冲输出，经功率放大和腔外倍频后，能够得到脉宽3.4 ns、脉冲能量为3.2 mJ的绿光输出，倍频效率为40%，脉冲峰值稳定性为5%（均方根值），发散角约为0.5 mrad。

为了解决精细聚焦问题,采用Nd∶YAG倍频技术以获得短波长激光器。在激光烧结技术、获取短波长激光的方法、短波长激光光束特性等方面进行了研究和探讨。从理论和实验两方面,研究了利用KTP晶体对Nd∶YAG激光进行环形腔外腔倍频的方法。这种倍频所利用的基频光最大平均功率为50 W,采用声光调Q技术,频率约为1005 Hz。当基频光平均功率约为35 W的情况下,实验中光-光转换效率约为31.4%。利用BEAMCODE SYS光束质量分析系统对二次谐波与基波光束质量进行了比较,并比较研究了二次谐波与基波的聚焦特性。实验中测定的二次谐波TEM00模所占比例约为95%。利用短波长可以获取更小聚焦尺寸,可以在激光粉末成型中得到更微小的成型尺寸,展示了二次谐波在微成型方面应用的初步成果。