研究了室温下784.9 nm和808 nm的激光二极管(LD)抽运Tm/Ho键合激光器, 增益介质是由Tm∶YAG和Ho∶YAG晶体扩散键合而成的Tm/Ho∶YAG键合晶体; 对两种LD抽运源下的Ho激光性能, 包括输出功率、光束质量、输出波长进行对比。低抽运吸收功率下, 采用808 nm LD抽运的激光器效率稍低于784.9 nm LD, 验证了基于Tm/Ho键合增益介质这一新型激光实现机制在抽运波长选择上的宽可适用性。在784.9 nm的抽运波长下, 实现了室温下最高1.89 W的激光输出, 光-光转换效率为26.4%, 斜率效率为40.78%; 在常规808 nm LD的抽运下, 实现了室温下最高1.74 W的激光输出, 光-光转换效率为24.4%, 斜率效率为40.31%。两种抽运条件下, 最高输出功率所对应的激光波长均在2122 nm附近。

Yb:KGW 激光晶体可用半导体抽运获得瓦级输出，这是由于其本身具备宽的增益带宽(24 nm)，大的激光发射截面(2.8×10-20 cm2)，以及良好的热导性能(3.3 W/m·K)。Yb:KGW 调Q 激光器通过透射式新型可饱和吸收材料拓扑绝缘体Bi2Se3实现，获得窄脉宽为1.5 μs, 中心波长1042 nm，对应脉冲能量为4.7 μJ，峰值功率为3.13 W。

针对脉冲激光二极管端面泵浦Nd:YAG圆棒晶体产生的热效应问题，考虑到导热系数与温度的函数关系，建立了端面绝热、周边恒温的晶体热模型，运用解析方法计算出Nd:YAG圆棒晶体温场分布。通过对激光晶体工作特点的分析，引入弦截法，得到变热传导系数Nd:YAG圆棒晶体的温场分布表达式。不仅定量分析了在不同脉冲宽度和光斑半径下Nd:YAG圆棒晶体内部温场时变情况，而且也计算了非稳态及准热平衡态时Nd:YAG圆棒晶体的温度场。计算结果表明，使用输出功率为60 W，脉冲频率为100 Hz，脉宽为2 ms的三阶超高斯光泵浦Nd:YAG圆棒晶体端面，则尺寸为φ4×8 mm3的Nd:YAG的圆棒晶体在达到准热平衡状态时，晶体内部最高温和最低温分别为369.1 K和340.5 K。研究结果为如何减小激光晶体热效应提供了一定的参考价值。

激光二极管（LD）抽运固体激光器（SSLs）通过声光（A-O）调Q 方法获得的短脉冲激光在激光测距、激光雷达等领域有着广泛的应用。从调Q 速率方程出发，通过理论分析与合理的模拟，解释了脉冲输出平均功率和脉冲宽度与反转粒子数密度之间的关系。为了获得脉宽相对较窄的脉冲输出，在平-平谐振腔结构中使用LD 单端抽运偏振吸收与发射的Nd:YVO4晶体，在抽运电流为32.6 A，重复频率为33.5 kHz，腔长为62 mm，输出镜透射率为50%的条件下获得了最短脉冲宽度为4.4 ns 的脉冲激光输出。在抽运电流为31.6 A，腔长为77 mm 的条件下，获得脉冲宽度为5.5 ns、峰值功率为26 kW 的1064 nm 脉冲激光输出。并且讨论了腔长、重复频率以及输出耦合镜透射率与脉冲宽度的变化关系。

提出了一种测量激光晶体热焦距的装置和方法，并以此设计和实现了一台采用平平腔结构激光二极管阵列侧面抽运Nd:YAG再生放大器。通过注入脉冲宽度为2 ns、中心波长为1064 nm、重复频率为300 Hz的300 pJ小信号种子光，实现了脉冲宽度为2 ns，单脉冲能量1.5 mJ的基横模激光输出。总放大倍数为5×106，输出能量稳定性为1.08%[方均根值(RMS)]，方波扭曲度为1.10。

针对大功率激光二极管泵浦固体激光器(DPL)对大功率驱动电源的特殊要求,设计了一种大电流恒功率放电及驱动控制电路。将该电路与现有的充电和过流保护电路组成一套完整的激光二极管阵列驱动电源,并应用于基于大功率激光二极管阵列的DPL系统中。该驱动电源可为DPL系统提供频率为20 Hz,脉冲宽度为230 μs,200 A以上的驱动电流,这将对多种以DPL为基础的激光**系统产生重要的实际应用价值。

综合考虑铷原子两种同位素频移、压力展宽和D1、D2线的超精细分裂作用，建立了一个物理模型，结合实验参量，计算分析了铷原子D1、D2线的超精细光谱结构，得到与实验基本一致的模拟结果。定量分析了铷蒸气池中所充缓冲气体压强、组分和蒸气池温度对铷原子D1、D2线的光学碰撞截面的影响，计算比较了不同气压时铷原子D1、D2线的线型与线宽信息，得到了一组优化参数组合，为深入理解碱金属原子D1、D2线的展宽机制及其与半导体激光的线型匹配提供了理论依据。

采用结构简单、紧凑的直线腔设计，用单壁碳纳米管(SWCNT)为饱和吸收体，实现了激光二极管（LD）抽运Tm:YAP晶体的2 μm波段被动调Q和调Q锁模(QML)脉冲激光运转。当腔长为30 mm时，实现了稳定的2 μm被动调Q激光输出，抽运功率为8.64 W时，最大平均输出功率为507 mW，最高重复频率26.91 kHz，最窄脉宽262 ns，相应的单脉冲能量18.8 μJ。腔长增加到80 mm时，得到调Q锁模激光运转，最大平均输出功率和调Q包络脉冲的最高重复频率分别为387 mW和34.61 kHz，调Q包络下锁模脉冲的重复频率为1.87 GHz。

进行了LD抽运声光调Q Nd:YAG激光器用于轧辊毛化的研制和毛化实验情况的研究。在毛化点阵密度为4 mm×4 mm的要求下，用该激光毛化装置对铬基轧辊毛化，实现了2.8 kHz的频率条件下，粗糙度在6 μm范围内可调，5.6 kHz的频率条件下，粗糙度在4.5 μm范围内可调的优良毛化性能。实现了粗糙度大范围可调、高效率、长寿命和低运行成本的LD抽运Nd:YAG激光毛化装置的成功研制。

利用激光二极管(LD)阵列端面抽运Nd:YVO4板条晶体, 结合稳定非稳混合腔, 实现了高功率、高效率、高光束质量的1064 nm和1342 nm激光输出。板条Nd:YVO4晶体掺杂原子数分数为0.3%, 尺寸12 mm×10 mm×1 mm, a轴切割, c轴平行于12 mm方向。采用稳定正支共焦非稳腔, 在抽运功率为265 W时, 得到了123 W的1064 nm连续激光输出, 光光转换效率和斜效率分别为46.4%和52.4%; 在输出功率约为100 W时测得稳腔和非稳腔两个方向的M2因子均为1.3, 输出功率不稳定性小于1%。采用稳定负支共焦非稳腔, 在抽运功率为139.5 W时, 得到35.4 W的1342 nm激光输出, 光光转换效率为25.4%, 在稳腔方向光束质量为M2=1.23; 在非稳腔方向光束质量为M2=1.14。