自倍频激光器的发展很大程度受到热效应的限制，为了减弱激光器热效应，获得更高光束质量的黄光激光输出，提出了1020 nm激光同带泵浦Yb：YCOB自倍频晶体的黄光激光器。通过理论分析，对比传统976 nm激光二极管泵浦方式，解释了自倍频晶体吸收泵浦光能量所产生的热透镜效应对光学倍频过程中相位匹配条件的影响，阐明了1020 nm同带泵浦方式光束质量提升的原因。并通过实验获得了更高光束质量的570 nm黄光激光输出，光束质量因子Mx2=1.41，My2=1.87。研究结果表明，1020 nm波长泵浦方式下出射光束质量较传统976 nm泵浦方式有明显的提高，且谱宽更窄。该研究对于降低Yb∶YCOB自倍频激光器热效应，获得光束质量较高、谱宽更窄的高功率黄光激光器具有指导作用。

自倍频激光晶体同时具有激光及非线性光学性质，可在单个晶体器件中完成激光和倍频过程。该类晶体制备的激光器具备结构简单、体积小、稳定性好等优点，可满足现代化信息社会对高集成光电器件的要求。晶体镀膜是激光晶体得以应用的重要环节。依据Yb∶La₂CaB₁₀O₁₉(Yb∶LCB)晶体特性、技术参数及光学薄膜设计理论，选择Ta₂O₅和SiO₂分别作为高、低折射率材料，利用OptiLayer和Zygo干涉仪表征薄膜的光学性能和表面粗糙度，分析了离子源偏压对折射率和表面粗糙度的影响规律，并确定了离子源参数。采用光学监控和石英晶控相结合的方式，精准控制各膜层厚度，降低薄膜厚度的监控误差。测试结果表明，制备的Yb∶LCB晶体器件成功应用于590 nm激光输出系统。

介绍和总结了近年来掺Yb稀土钙氧硼酸盐(Yb∶ReCOB)晶体激光器研究取得的主要进展。这些进展包括连续波激光器,声光调Q,以Cr 4+∶YAG、GaAs、二维材料等为可饱和吸收体的被动调Q,SESAM被动锁模,克尔透镜锁模,以及自倍频绿光和黄光激光器等。这类Yb∶ReCOB晶体对许多不同运转模式的全固态激光器应用都表现出很大潜力。

为了获得较好的激光性能，研究了直接与间接抽运对自倍频(SFD)激光性能的影响。建立了自倍频激光模型，并与已有的实验结果进行分析比较。利用该模型分析比较了直接与间接抽运下Nd3+YAl3(BO3)4(Nd3+YAB)自倍频激光性能。结果表明，当晶体的Nd3+浓度和长度的乘积低于一个特定值时，直接抽运获得的自倍频激光输出低于间接抽运，这表明直接抽运并不适用于任意浓度和长度的Nd3+晶体。给出了特定实验条件下适用于直接抽运要求的晶体浓度和长度。对其他自倍频晶体和不同的实验条件，采用类似的方法，也可以得到适用于直接抽运要求的晶体浓度和长度。

我们用K2Mo3O10-B2O3助熔剂生长出尺寸为35mm的优质Nd³⁺:GdAl₃(BO₃)₄激光晶体,测定了偏振的吸收和发射光谱.加工出长度为4.60mm的激光器件,用染料激光器泵浦,通过晶体的自倍频得到119.5μJ的绿色激光输出,光-光转换效率为4.3%;通过晶体的自和频得到445μJ的蓝色激光输出,光-光转换效率为7.3%.

Nd:YCa4O(BO3)3(简称Nd:YCOB)是一种新型自倍频激光复合功能晶体。利用Datachrom-5000型染料激光器作为抽运源,横向抽运钕离子原子比为8%的Nd:YCOB获得了530.2 nm绿色自倍频激光输出。在样品未镀膜的情况下阈值抽运能量小于2 mJ,绿光输出能量最大为1.03 mJ,能量转换效率约为3.3%。

报道了Nd:GdCOB晶体相位匹配方向不位于主平面上的自倍频特性,并与位于主平面内的倍频方向进行了比较。获得11.3 mW的自倍频绿光输出,光-光转换效率为2.3%,自倍频腔阈值为1 mW。对实验结果进行了讨论。