提出了全固态双共振KTP Ⅱ类相位匹配腔内和频连续波578 nm黄光激光器，利用两种增益介质YbYAG和NdYAG分别得到1030 nm和1319 nm基频谱线，通过KTP Ⅱ类临界相位匹配进行腔内和频实现了578 nm黄激光输出。实验中输出578 nm黄激光，同时输出582 nm和频光成分。通过光谱分析，该现象是由于NdYAG晶体中对应能级跃迁为R2→X3的1338 nm谱线起振，并与1030 nm谱线产生了和频作用。当YbYAG和NdYAG的抽运功率分别为10.3 W和3.7 W时，得到55 mW的黄激光输出，并且在30 min内的功率稳定性优于4.7%。利用格兰棱镜测量了基频光与和频光的偏振特性，结果表明，对于两个各向同性的激光晶体而言，谐振腔结构以及和频晶体的方位角均影响其相应基频光的偏振特性，两者均可使基频光的偏振方向向有利于和频作用的偏振方向改变。

实验采用激光二极管阵列(LDA)端面抽运Nd∶YVO4晶体，腔内产生1064 nm 和1342 nm 双波长振荡，通过非线性晶体LBO 的I类相位匹配产生连续输出的593.5 nm 和频光。在不同的实验条件下，测量并分析了噪声特性，并用法布里-珀罗干涉仪和光束轮廓仪分别测量了593.5 nm 激光在低噪声与高噪声状态下的纵模结构与横模模式。结果表明：I类相位匹配的和频光噪声情况与其纵模结构密切相关，而抽运功率和谐振腔微调对和频光的纵模结构有很大影响。激光输出在多纵模结构不稳定时的噪声要高于多纵模结构稳定时的噪声。并且激光输出为高阶横模模式时，也会引起激光噪声的增大。

研制了一台LD侧面泵浦和腔内和频结构的小型全固态589 nm激光器, 报道了利用该激光器激发钠导星亮度的实验研究结果。通过数值模拟分析并设计了谐振腔腔长、晶体位置等, 使其具有体积小、转换效率高等特点。研制了一套时域匹配电源用于补偿两路激光脉冲的时间差。对分束镜双侧进行特殊镀膜, 获得了相应的线偏振光并提高了转换效率和热稳定性。采用插入标准具、特殊镀膜等技术抑制了1 338 nm谱线的振荡。最后设计了相应的发射望远镜和接收系统用于钠激光导星的观测。测试结果表明, 该激光器的输出功率大于8 W, 重复频率为5 kHz, 线宽小于3.5 GHz, 对应808 nm泵浦功率的转换效率达到2%。在长春市内天光背景下, 冬季实验激发的导星亮度可达10.0等。

为了获得高功率全固态355nm紫外激光器, 采用平平腔结构, 通过LD双端抽运Nd∶YVO4晶体, 在声光Q开关调制作用下产生1064nm脉冲基频光, 利用两块LBO晶体分别进行腔内倍频、和频产生355nm紫外激光。在LD抽运功率54W、调制频率40kHz的条件下, 获得紫外的最高输出功率为6.67W, 脉冲宽度为20ns, M2=1.1。结果表明, 腔内和频可得到高效率、高光束质量的紫外激光输出。

分析了Nd:YVO4激光器实现双波长运转及腔内和频的条件, 利用一种LD泵浦Nd:YVO4晶体产生1 064 nm和914 nm双波长激光束,采用一个线性平凹腔结构, 利用腔内Ⅰ类临界相位匹配LBO和频, 获得了连续波输出的全固态激光器。实验采用端面结构, 在5.0 W的808 nm泵浦功率下, 获得了最高功率为25 mW连续波TEM00的激光输出, 光-光转换效率为0.05%。

To obtain high power 589-nm yellow laser, a T-shaped thermal-insensitive cavity is designed. The optimal power ratio of 1064- and 1319-nm beams is considered and the fundamental spot size distribution from the output mirror to the two laser rods are calculated and simulated, respectively. As a result, a 589-nm yellow laser with the average output power of 5.7 W is obtained in the experiment when the total pumping power is 695 W. The optical-to-optical conversion efficiency from the fundamental waves to the sum frequency generation is about 15.2% and the pulse width is 150 ns at the repetition rate of 18 kHz. The instability of the yellow laser is also measured, which is less than 2% within 3 h. The beam quality factors are M<sup>2</sup><sub>x</sub>=4.96 and M<sup>2</sup><sub>y</sub>= 5.08.

为了达到最佳和频593 nm黄色激光输出, 采用激光二极管(LD)端面抽运Nd:YVO4晶体, 根据四能级系统的速率方程理论, 建立了空间相关的两波长激光运转速率方程模型, 由此导出两波光子数表达式。对LD端面抽运Nd:YVO4/KTP三镜复合腔结构的腔内和频黄光激光器, 在满足参与和频的两基频光光子数密度相等的条件下, 理论上得到了谐振腔的各个参数。实验比较了在满足两波光子数密度相等和两波振荡阈值相等两种情况下激光器输出的593 nm黄色激光功率。在抽运功率为12 W时, 二种情况下分别得到了410 mW和340 mW的黄光输出, 光-光转换效率分别为3.4%和2.8%。由此可见, 在满足两波光子数密度相等的条件下可以得到更高转换效率的和频黄光输出。

采用激光二极管纵向泵浦Nd:YVO4晶体,用一个线性平凹腔实现了1 064 nm和1 342 nm双波长连续波振荡,经BIBO腔内和频得到了593 nm的激光输出.当泵浦输入功率为1.4 W时593 nm激光输出功率为48.5 mW.593 nm激光功率的均方根稳定性＜2.0%,光斑椭圆度为0.90,峰-峰值噪音小于0.5%.

从双波长激光运转及和频的机理出发，对LD泵浦Nd∶YAG，LBO腔内和频500．8nm青光激光器所使用的光学薄膜进行了设计和制备．在激光反射镜的设计上，为了达到最佳的和频输出，对膜系要求进行了深入分析．采用对谐振腔一端面反射率固定不变并通过对另一腔镜基频光的透射率进行调谐的方法，在给出合理初始结构后，利用计算机对膜厚进行了优化．并采用双离子束溅射沉积的方法，通过时间监控膜厚法成功制备出青光激光器所使用的全介质激光反射膜，在室温下实现946nm和1064nm双波长连续运转，并通过Ⅰ类临界相位匹配LBO晶体腔内和频在国内首次实现500．8nm青色激光连续输出．当泵浦注入功率为1．4W时和频青光最大输出达20mW．

高平均功率蓝光激光是当前固体激光技术研究热点之一.尽管通过Nd3+的4F3/2→4I9/2态谱线倍频可获得瓦级蓝光输出,然而其准三能级物理特性严重限制其更高功率输出.研究了Nd3+离子4F3/2→4I13/2态1.3 μm谱线腔内三倍频产生高平均功率蓝光激光,获得4.3 W蓝光激光输出,重复频率3.5 kHz,脉冲宽度150±10 ns,光束质量M2因子约为5±1.研究表明:Nd:YAG晶体1.3 μm多谱线振荡是制约实验结果的重要因素,若克服多谱线振荡问题,有望获得10 W级蓝光激光输出.