采用激光二极管(LD)来泵浦Yb∶YAG板条晶体被动调Q双波长激光器,开展可控激光输出偏振态的实验研究。实验搭建紧凑的V型谐振腔,通过调节输出镜(OC)的倾角可以实现激光输出从0°水平线偏振到90°垂直线偏振的切换。通过实验设计可以得出最终的输出偏振态取决于腔内的附加相位差,当腔内附加相位差为π时,输出偏振由水平偏振向垂直偏振切换。实验结果表明:当OC倾角的变化量约为3.6 mrad时,线偏振态从水平偏振切换至垂直偏振,水平线偏振的消光比最优为28.98 dB,垂直线偏振的消光比最优为25.96 dB;在泵浦功率为18.42 W时,获得了1.66 W的平衡双波长激光输出,对应的脉冲宽度为42.6 ns。

为解决基于雷达高度表探测的地形匹配导航系统探测精度不高、易受电子干扰影响而失效、且在跨海飞行时无法导航的难题，设计了一种激光高度计来代替雷达高度表进行地形探测。采用二极管泵浦固体激光器技术设计激光发射装置，输出近红外/蓝绿双波长激光，既可以测量陆地地形高度，又可以穿透海水探测海底地形；并根据激光高度计拟达到的性能指标选择合适的光电探测器，优化设计了光学系统、扫描系统和信号处理系统。所设计的激光高度计具有体积小、重量轻、高重频、探测灵敏度高、抗电磁干扰能力强等特点。

采用雷达高度表的巡航导弹地形匹配导航系统易受电子干扰影响而失效。针对该问题, 提出应用红外 /蓝绿双波长输出的激光高度计代替雷达高度表进行地形探测的方案, 该方案还可解决巡航导弹在跨海攻击时无法制导的难题。根据激光测高和测深方程及探测器输出信噪比计算公式, 采用数字仿真的方法对高度计性能进行了评价。仿真结果表明, 红外和蓝绿激光的峰值功率分别达到 50 kW和 450 kW左右时, 可基本满足测高和测深的要求, 并确定了激光高度计单脉冲能量、脉冲宽度、脉冲重复频率、光束发散角等参数值。

利用非线性方法可以得到级联掺磷拉曼光纤激光器的二阶近似解。将描述抽运光和斯托克斯(Stokes)光沿光纤分布的微分方程组简化成代数方程组,在此基础上对抽运光采用二阶非线性近似得到了不同输入抽运功率情况下的近似解,并求出了在二阶非线性近似下的一级Stokes光和二级Stokes光的阈值表达式。利用得到的二阶近似解同一般的数值解法作比较,结果表明两者吻合得很好。一方面,对于双波长输出的级联掺磷拉曼光纤激光器,二阶方法比线性方法更加精确,更接近于一般的数值解; 另一方面,该方法有效提高了数值运算速度,优于一般的数值方法。

利用半导体激光器端面抽运Nd3+:YAlO3(Nd:YAP)晶体,采用五镜环形谐振腔及KTiOPO4(KTP)晶体进行内腔倍频,同时获得了0.54 μm和1.08 μm双波长连续激光输出。计算并比较了谐振腔的两个凹面镜在取不同曲率时形成的基频光腰斑半径,及凹面镜在不同的入射角度下引起的像散,最终确定两凹面镜的曲率半径均为100 mm,其入射角度小于3°,以提高倍频效率。改进冷却和控温系统,并选取掺杂浓度较低(0.6 at.-%)的Nd:YAP激光晶体,以降低激光介质的热透镜效应。在光抽运功率为10 W,稳频伺服系统运转下,绿光和红外光的输出功率分别为1.02 W和700 mW,频率稳定性优于±484 kHz和±240 kHz,功率波动小于±0.65%和±0.5%。

通过实验对高重频喇曼双波长激光器的关键技术进行了详细的研究,成功地实现了频率为15Hz,1.54μm/1.06μm混合激光输出脉冲能量达20mJ的双波长喇曼激光输出.

研究了放电管尺寸为φ28×980 mm的金蒸气激光器627.8 nm和312.2 nm波长的受激发射.应用新型谐振腔,可以同时获得红光和紫外两个波长的激光,当红光的激光输出为2.3 W时,紫外312.2 nm平均输出功率为300 mW,输出光束直径为28 mm,两个波长激光的发散度为3 mrad.