为了达到野外使用要求,采用变反射率镜(VRM)非稳腔和折叠腔方式,研制了高光束质量的小型脉冲激光器。分析了VRM腔参数对输出激光束特性的影响,针对高光束质量输出要求,通过计算,选择出适合的谐振腔参数。为了实现小型化和免调整特性,采用角锥棱镜作为折叠棱镜,设计了腔内线偏振光振荡的角锥棱镜激光谐振腔。根据理论分析结果,进行了实验研究。结果显示,在氙灯抽运下注入电能32.4 J,实现重复频率(1-10 Hz)单脉冲能量输出,获得了高光束质量、高动静比的基模光斑。在3 Hz重复频率下,脉冲能量为320.2 mJ,脉宽8.3 ns,光束质量为1.27,Q开关效率为95.5%,电光转换效率为0.99%。

在固体板条介质激光器的研究中, 为了同时获得高平均输出功率和高光束质量, 开展了两类光学谐振腔在板条介质激光器上的对比研究, 分别进行了稳定腔与非稳腔的模拟分析和实验研究, 其中非稳腔采用一维渐变反射率输出耦合镜。稳定腔运转时, 激光二极管(LD)抽运功率428 W条件下, 获得了107 W的1064 nm激光功率输出, 得到光束质量M2x=8.35(厚度方向), M2y=32.29(宽度方向), 板条晶体在宽度方向上的光束质量较差。为了进一步提高光束质量, 使用了一维渐变反射率输出耦合镜构成的非稳腔, 宽度光束质量有明显改善。

回顾了变反射率镜非稳腔的研究历史,总结了实现变反射率的方法,分析了它们的优缺点,最后列表总结了典型使用VRM作为非稳腔输出耦合器的实验参数和结果.为大能量固体激光器的设计提供了理论和实验参考.

将渐变反射率镜(VRM)虚共焦非稳腔成功地应用于光参量振荡器(OPO)，在工作重复频率20 Hz时，获得了能量40 mJ，光束发散角4 mrad的1.57 μm激光输出。

报道了适用于板条激光器高平均功率运转的晶体结构设计,抽运腔设计,谐振腔设计;给出了实验结果: 用单根板条(6 mm×30 mmX203 mm)达到了输出功率P=1028 W, 重复频率f=100 Hz,连续工作时间t=0.5 h,光束质量M2x=2.386,Μ2y=2.528,输出不稳定度:2.1%,激光脉冲宽度τ=0.238 ms。

将变反射率镜(VRM）非稳腔成功地应用于可调谐Ti:Al2O3激光器，有效地提高了Ti:Al2O3激光的光束质量，并利用LBO晶体作为倍频器获得了396nm～440nm的蓝色可调谐激光输出，最大输出能量为26mJ，最高倍频效率为27.2%。

采用波长变反射率镜作为可调谐激光器谐振腔的输出镜, 大大提高了可调谐激光器的整体运转效率和时间特性参数。

对(Nd,Ce):YAG板条固体激光器提出了一维变反射率镜(1D VRM)非轴对称虚共焦腔,并与平行平面腔和旋转对称变反射率镜(2D VRM)虚共焦腔等腔型作了实验比较研究。结果表明,1D VRM虚共焦腔适音板条固体激光器, 兼顾输出激光效率和光束质量。

分析了超高斯变反射率镜非稳腔的腔模和输出特性。以最高输出光束亮度为目标就其腔参数进行了优化研究和设计。f在20 mm.口径钕玻璃激光介质上采用这种腔结构进行了实验研究，获得了数十焦耳近衍射极限的高亮度激光输出。远场合总能量80%的发散全角为0.192 mrad，是衍射极限的1.9倍，输出能量是腔内损耗相当的普通非稳腔的92%。

推导了变反射率镜激光谐振腔输出光束的传输特性，求得了其光斑大小W(z)，并对结果进行了分析。