设计了一种端面泵浦扭转模腔双频Nd∶YAG激光器系统, 该激光器以偏振分光棱镜作为偏振元件, Nd∶YAG晶体的两端各放置一个四分之一波片, 在垂直于腔轴的平面内旋转其中一个波片, 输出连续可调谐双频激光, 最大调谐范围为一个激光谐振腔纵模间隔.采用琼斯矩阵进行了理论分析, 得出频率分裂量与波片转角成正比关系.实验研究了扭转模腔选模特性、纵模分裂特性和偏振特性.结果表明：两个四分之一波片正交时, 激光器输出线偏振单纵模激光, 扭转模腔失谐时, 单纵模分裂为两个正交的线偏振模, 实验获得的最大频率分裂量为3 GHz.实验结果与理论分析一致.该连续可调谐双频Nd∶YAG激光器结构简单, 可用于激光干涉测量和微波光电子等领域.

实验研究了基于Nd:YVO4晶体的亚太赫兹(sub-THz)双频微片激光器(DFL)的热效应及其对输出激光信号频差的影响。在实验中, 通过改变DFL的温度, 实现了激光信号频差的调谐。实验结果表明, 在一定温度范围内, DFL的激光信号频差随激光器温度的升高呈线性增长, 以此可实现频差的温度调谐。

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。

为了产生频差可调谐1 064 nm双频激光输出, 设计了一种扭转模结构双腔双频Nd∶YAG激光器, 其两个驻波谐振腔共用相同的Nd∶YAG增益介质, 以扭转模结构消弱增益空间烧孔效应, 使Nd∶YAG激光器的两个驻波腔均以单纵模振荡, 从而获得正交线偏振1 064 nm双频激光输出.理论分析了扭转模结构激光单纵模选择原理和双频激光同时振荡原理, 实验研究了双频激光振荡特性和频差调谐特性.研究结果表明：双频Nd∶YAG激光器的两个谐振腔能够同时以线偏振单纵模稳定振荡输出, 其频差大小可随激光腔长的改变而调谐, 频差调谐范围可达1个纵模间隔, 实验观察到的频差调谐范围为0.3 GHz～3 GHz.

基于微片Nd∶YAG 正交偏振双频激光器, 研究了若干重要的双频激光器腔调谐现象, 包括光强调谐、频差调谐、子谐振腔效应及频差闭锁等, 给出了实验结果和数据。腔调谐下, 正交双频的频差调谐量约为350 kHz; 存在子谐振腔效应时, 频差调谐量最大可达到2 MHz; 未发现明显频差闭锁现象, 频差最小值可达到14 MHz。