报道了全固态脉冲运转腔外四倍频289.9 nm紫外激光器。首先，基于Nd∶KGW晶体的受激拉曼散射机制，以Nd∶YVO₄晶体作为增益介质，结合声光调Q技术，研制了一台1159.31 nm红外拉曼激光器。当二极管阵列的总抽运功率为20 W时，1159.31 nm激光的输出功率为983 mW，脉宽为13.5 ns。依次利用Ⅰ类相位匹配偏硼酸锂(LBO)和偏硼酸钡(BBO)晶体进行腔外二倍频和四倍频，实现了平均功率为108 mW的289.9 nm紫外激光输出，重复频率为10 kHz，脉冲宽度为8 ns，峰值功率为1.35 kW，四倍频转化效率为11%。测量了紫外激光的输出光斑，分析了平均功率随脉冲频率的变化关系。

针对高功率激光的应用需求,提出一种新构型的低温激光放大器方案,采用低温液体侧面冷却三角形沟槽设计的块状Yb∶YAG晶体,抑制了介质内寄生振荡,改善了热管理效果,实现了放大器高效储能与提取,获得了能量为9.4 J、脉冲宽度为10 ns、重复频率为5 Hz、远场3.3倍衍射极限的激光输出,为后续更大能量的Yb∶YAG激光放大器设计提供了有益的参考。

Nd,Gd∶CaF₂是一种无序结构晶体,具有光谱宽、热导率高、透射范围大、声子能量低等优势。利用0.5%Nd,8%Gd∶CaF₂晶体作为激光增益介质(百分数为原子数分数),实现了LD抽运的调谐激光输出,激光调谐波长范围为1045.7~1074.2 nm;将半导体可饱和吸收镜作为锁模元件,最终实现了双波长锁模激光输出,锁模激光器的中心波长分别位于1065.45 nm和1066.48 nm。锁模激光器的最大平均输出功率约为394 mW,最小脉冲宽度约为8.37 ps。

设计了激光二极管抽运的424 nm腔内和频蓝光激光器。该激光器采用复合V型腔结构,利用Ⅰ类临界相位匹配的三硼酸锂(LiB3O5,LBO)晶体对掺镱钇铝石榴石(Yb∶YAG)晶体的1030 nm激光和掺镨氟化钇锂(Pr∶YLF)晶体的720 nm激光进行腔内和频。当Yb∶YAG晶体的抽运功率为5 W,Pr∶YLF晶体的抽运功率为3.1 W时,实现了18 mW连续运转424 nm蓝光激光的稳定输出,光-光转换效率为0.2%,水平及竖直方向的光束质量因子分别为1.62和1.50。

为了解决激光二极管抽运波长随温度漂移导致激光器输出能量下降的问题, 采用激光二极管抽运源波长匹配及凹凸稳定谐振腔技术实现免温控, 并进行了理论分析和实验验证。该激光器腔长210mm, 电光转换效率5.7%; 输出单脉冲能量大于60mJ, 在10℃～30℃范围内, 能量稳定度优于5%; 激光器输出光斑直径4mm、脉冲宽度8ns、激光器10Hz工作时, 激光远场束散角为1.1mrad。结果表明, 实验与理论分析计算结果符合, 该激光二极管侧面抽运免温控激光器可在一定温度范围内保持稳定的能量输出。该理论分析与方案对研究免温控激光器具有重要意义。

二极管抽运的全固态锁模Yb激光器能够在1 μm附近输出高平均功率窄脉冲宽度的飞秒激光, 在超快非线性频率变换、飞秒光学频率梳、超快光谱学等领域具有重要应用。利用被动锁模技术和克尔透镜锁模技术, 人们在一系列新型Yb掺杂激光介质中实现了飞秒锁模激光运转。介绍了近年来在二极管抽运全固态飞秒Yb激光器的研究进展, 并展望了进一步提高输出功率和缩短脉冲宽度的技术途径及发展前景。

为实现激光二极管抽运全固态激光器(DPSSL)的小型轻量化和高效率，研究了采用高温激光二极管(LD，808 nm，55 ℃)作为抽运源，降低温控系统制冷压力，减小传导冷却结构体积、重量、功耗的思路和方法。分析了激光二极管抽运全固态激光器中热电制冷器制冷量与激光二极管工作温度的关系，采用高温激光二极管阵列抽运源和角锥棱镜谐振腔设计了可靠性高、小型轻量化的全固态激光器，研制了工程化样机，激光器重复频率为50 Hz，连续工作时间达6 min，脉冲能量为85.7 mJ，脉冲宽度为10.8 ns，光束发散角为2.8 mrad，电光效率为4.3%，体积为170 mm×62 mm×80 mm，重量为1.1 kg。研究表明，高温激光二极管抽运的全固态激光器是实现DPSSL小型轻量化和高效率的有效途径。

报道了激光二极管端面抽运声光调Q陶瓷Nd:YAG在 1319 nm波长处的调Q运转。在抽运功率23.7 W时，平均输出功率为4.8 W，重复频率为30 kHz，脉冲宽度为110 ns,对应的光-光转换效率为20.3%。在抽运功率为19.4 W时，得到了脉宽78.5 ns、能量为316 μJ、重复频率为10 kHz的稳定调Q脉冲。

被动调Q激光器的输出抖动一般较大,为了降低这一输出时间抖动,同时实现激光器的小型化,可以根据增益开关工作原理,利用电源控制抽运功率密度变化,实现被动调Q情况下的增益开关。根据这一原理研制了环形激光二极管(LD)抽运增益开关调Q激光器。这种新型被动调Q激光器的输出能量为30 mJ,输出脉冲宽度约16 ns。实验中将传统的两套抽运源减少为一套,通过控制电源波形直接形成抽运功率的增益台阶脉冲,减少了影响时间跳动的因素。多发次统计测量结果表明,激光脉冲与电源输出外触发信号的时间抖动小于1 μs。根据测量的抽运预脉冲功率稳定性和阶跃脉冲的瞬时抽运功率计算的输出抖动与实验结果基本相符。

介绍了一种激光二极管抽运的高重复频率、大能量、高光束质量的激光主振荡功率放大器(MOPA)系统。针对激光二极管抽运MOPA系统在放大过程中的主要技术问题,进行了系统的研究。采用计算机模拟并结合实际应用设计了激光二极管侧面均匀抽运结构,从理论上对激光放大器的性能进行了估算。放大过程中采取了补偿热致双折射效应、保持高光束质量、防止自发辐射产生及抗破坏等措施,在重复频率为100 Hz时,单脉冲输出能量为5 J,脉宽约为20 ns,光束质量约为5倍衍射极限。