为提高半导体激光抽运碱金属蒸气激光器(DPAL)的输出功率, 用三能级速率方程理论对端面抽运半导体激光抽运碱金属铷激光器的输出特性进行了模拟，得到了抽运功率、抽运光带宽、介质温度、长度等参数对激光器输出功率的影响，模拟结果与已有文献的出光实验结果相符，在此基础上提出了抽运光参数确定的条件下，以提高激光输出功率及光光转换效率为目标的DPAL增益池的优化设计参数。

由于半导体激光器(LD)在快轴和慢轴两个方向上发散角的不一致和耦合结构的缩束作用, 从耦合结构输出的抽运光在经过空间传播后会发生劣化而降低效率。而通过调整激光二极管抽运堆栈结构中激光二极管阵列(LDA)的排布方式, 可以改善耦合结构出口后一定距离处光场的空间分布, 从而更好地保证抽运光与信号光的匹配。在通过对耦合结构出口的光场追迹分析后, 得到了激光二极管堆栈(LDS)排布结构对耦合结构出射光空间分布特性的影响。通过某工程的实验验证, 得到了良好的输出光斑和接近90%的传输效率。

采用熔盐法获得了Yb3+和Er3+离子原子数分数分别为20%和1.1%的GdAl3(BO3)4(简称GAB)晶体。在平-凹谐振腔中,利用0.97 μm波长光纤耦合准连续(CW)半导体激光端面抽运0.7 mm厚的该晶体,当输出镜透过率为1.5%时,获得斜率效率为20%,最高功率为1.75 W的1.5～1.6 μm波段激光输出。输出激光波长随吸收抽运功率和输出镜透过率发生变化。当输出镜透过率为1.5%时,随着吸收抽运功率的增加,不仅起振的纵模带增加并且输出功率逐渐从1.60 μm的纵模带中转移到1.55 μm的纵模带中。而当吸收抽运功率为13.6 W时,随着输出镜透过率的增加,输出激光波长从1.60 μm转移到1.52 μm。结果表明Er3+和Yb3+双掺的GAB晶体是一种优秀的1.5～1.6 μm波段激光材料。

半导体激光抽运碱金属蒸汽激光器(DPAL)，可以提供高功率、高效率、近衍射极限的近红外连续激光输出，具有较其它传统高功率激光器更好的综合性能。其发射波长近大气传输窗口，且与半导体光电转换器件的高效吸收波长吻合，因此以DPAL为光源的太空激光传能系统在航空航天领域中具有很好的应用前景。首先概述DPAL的基本原理和结构，并对其作为能源用于同步地球卫星发射任务的方式和优势做了简要讨论。

寄生振荡的存在使得放大器在信号光到达之前消耗了大量的反转粒子数,降低了放大器的激光增益和储能效率,严重地影响了激光放大器的性能,尤其对高功率激光放大器。在理论分析和实验研究的基础上,以Nd∶YAG晶体板条为例,用8条半导体激光阵列对晶体进行双侧抽运,研究了高功率激光放大器的寄生振荡现象,分析了板条晶体寄生振荡产生的原因,并详细比较了晶体在不同的抽运功率和表面处理下的放大效果,得到了2倍的单程放大,当输入能量为140 mJ时,获得了278 mJ的激光输出。

随着半导体抽运固体激光器向更高的输出功率发展,固体激光工作物质的热效应问题成了该类器件发展的瓶颈,人们开始尝试用高功率半导体激光抽运气体工作物质来代替固体工作物质以实现良好的热管理。半导体抽运碱金属蒸汽激光器(DPAL)结合半导体激光高功率、高效率抽运和气体激光介质良好的热管理和光学特性,以及碱金属原子D线激光跃迁的高量子效率(99%)等优越性,有可能实现好的光束质量(近衍射极限)、高效率(斜率效率大于80%)、高平均功率的近红外激光,在定向能量传输、****、激光钻油气井和激光工业加工等领域具有极好的应用前景。综述了DPAL激光器的工作原理、关键技术、最新研究进展和它的应用前景。

研究了Nd∶Gd0.42Y0.58VO4混晶的激光运转特性。采用Cr4+∶YAG晶体作为被动可饱和吸收体,实现了Nd∶Gd0.42Y0.58VO4混晶的调Q锁模激光运转。实验测量了不同Cr4+∶YAG初始透过率情况下激光器的输出特性。在Cr4+∶YAG初始透过率T0=86.3%,输出镜透过率T=10%时,调Q锁模运转阈值为2.8 W,随着抽运功率的增加,调制深度逐渐加大。采用透过率T=20%的输出镜,注入抽运功率10.3 W时,调Q锁模深度约为70%,相应的脉冲包络重复频率为40 kHz,半高宽度为25 ns,平均输出功率为2.58 W,光-光转换效率为25%。

基于单块非平面环形腔实现单频激光振荡的原理,提出一种新型非平面环形腔单频固体激光器结构。新型激光谐振腔以角锥棱镜和直角棱镜共同形成振荡光束在腔内的非平面反射回路。在抽运光输入功率为4.5 W时, 角锥棱镜式非平面环形腔激光器输出单频激光功率大于1 W,光-光转换效率为23%。

采用1 W国产半导体激光二极管抽运Nd:YVO4,Ⅰ类临界相位匹配LBO晶体腔内倍频,获得了74 mW的671 nm红激光输出的实验结果.分析和实验表明,LBO Ⅰ类临界相位匹配是获得高效率倍频红光输出的实用方法.