提出了一种基于Nd∶GdVO₄晶体的双波长正交偏振被动调Q激光器。建立了对应的速率方程模型，研究了激光器输出双波长脉冲和不同输出镜反射率条件下泵浦功率对激光输出时域特性的影响。理论研究结果表明，通过调节输出镜反射率改变双波长阈值反转粒子数密度，当π偏振阈值反转粒子数密度小于σ偏振阈值反转粒子数密度且差值较小时，激光器可以输出双波长被动调Q脉冲激光，通过增大泵浦功率可以依次产生π偏振单一波长脉冲、双波长多对一脉冲、双波长一对一脉冲、双波长一对多脉冲以及σ偏振单一波长脉冲。搭建实验装置，设置π偏振输出镜反射率为0.60，σ偏振输出镜反射率为0.95，对泵浦功率和激光输出时域特性之间的关系进行验证。随着泵浦功率的增大，激光器依次输出具有上述时域特性的脉冲激光，与数值仿真结果一致。当泵浦功率为5.51 W时，激光器输出正交偏振双波长一对一脉冲激光，其中π偏振和σ偏振的波长分别为1 063.23 nm和1 065.52 nm，平均功率分别为323 mW和462 mW，脉冲峰值功率分别为11.62 W和20.35 W，脉冲宽度分别为185 ns和168 ns，脉冲重复频率为141 KHz。

基于ANSYS建立了中红外固体激光器的有限元仿真计算模型，通过模态分析获取了固体激光器的各阶固有频率、振型等模态参数。结合非接触测振技术搭建了振动模态试验平台，通过试验与仿真对比，验证了模态仿真模型的可靠性。然后，在模态仿真的基础上，通过谐响应分析，重点研究了激光器光学晶体组件在车载正弦扫频振动下的振动特性，获得了等效应力、总机械应变以及位移与激振频率的关系。最后，分析了影响激光器振动可靠性的关键位置，为改进设计提供了有益的参考。结果表明，2 000 Hz以内，底面固定约束的中红外固体激光器共有4阶固有频率与振型，试验与模态仿真得到的振型描述一致，且固有频率误差小于8%，车载扫频振动条件下, 最大总机械应变和等效应力均出现在扩束器的输入镜边缘，沿光学晶体组件轴向的位移最大，其值约为0.14 mm。

2 μm、中波红外3~5 μm及长波红外8~12 μm波段的激光处于大气传输窗口，在激光医疗、环境监测、激光雷达、化学遥感和红外对抗等领域有着非常广阔的应用前景。基于非线性频率转换技术，采用非线性光学晶体在实现中长波红外固体激光输出方面具有结构简单、宽调谐和高功率等技术优势。尤其是使用2 μm单掺Ho固体激光器泵浦ZnGeP₂晶体，在3~5 μm和8~10 μm中长波红外输出中性能优异。在平均输出功率方面，目前可达到102 W@3~5 μm、12.6 W@8.2 μm以及3.5 W@9.8 μm的输出水平，光束质量M²均小于3，其中中波的光光转换效率可达60%。文中针对2 μm单掺Ho固体激光器及ZnGeP₂晶体在中长波输出方面进行了总结。