介绍了一种基于复合腔结构的Nd∶YVO₄-YVO₄-Cr ⁴⁺∶YAG 被动调Q内腔拉曼自锁模激光器。利用复合腔结构中基频光谐振腔与拉曼光谐振腔相互独立的优势,通过实验验证了受激拉曼散射(SRS)自锁模效应的存在;同时通过合理地控制拉曼光谐振腔的腔长,优化了基频光与拉曼光的模式匹配,大幅提高了拉曼调Q锁模激光的输出功率及转换效率,在17.15 W 808 nm二极管(LD)泵浦功率下获得了调制深度为100%、平均功率为1.23 W的1176 nm拉曼调Q锁模激光输出,光-光转换效率为7.17%,相比于直腔结构提升50%以上。锁模脉冲宽度为125.8 ps,脉冲重复频率为942.9 MHz,调Q包络重复频率约为70 kHz,脉宽为4.25 ns。将拉曼腔前腔镜的曲率半径由100 mm增加至150 mm,对应的拉曼腔长由120 mm增加至180 mm,在相同泵浦功率下获得了调制深度为100%、平均功率为1.19 W的1176 nm拉曼调Q锁模激光输出,转换效率为6.94%,脉冲重复频率降低至675.6 MHz。这些结果说明了该复合腔结构具备在保证输出功率及转换效率的同时,对1176 nm锁模激光的重复频率进行主动调控的能力。

基于Nd∶GdVO₄晶体研究了自锁模拉盖尔-高斯(LG)涡旋光束。通过不断调节谐振腔内的损耗实现厄米-高斯(HG₀₀和HG₀₂)模式稳定的皮秒自锁模激光输出。模式转换器可将HG₀₂模式转换为LG₀₂模式稳定的皮秒自锁模涡旋脉冲,锁模脉冲频率为1.35 GHz。LG₀₀和LG₀₂模式锁模脉冲的平均输出功率分别为484 mW和371 mW,斜效率分别为30.3%和19.3%。

设计并研究了Nd：YVO₄自锁模皮秒激光器，探究了激光器的最佳锁模条件。观察并分析了自锁模皮秒激光器准周期锁模、倍周期锁模状态，研究并测量了结构紧凑的直腔自锁模激光器的输出特性。谐振腔为凹平直腔，Nd：YVO₄晶体作为激光增益介质和克尔介质，在未加其他锁模元件的情况下，实现了1 064 nm高效率连续锁模脉冲激光输出。晶体距输入镜16 mm、腔长为90 mm时，对1 064 nm透过率分别为10%、20%、30%和50%的四种输出镜下激光器的输出特性进行了对比分析。对激光器进行优化设计，输出镜透过率为10%，泵浦功率为8 W时，激光器输出功率为2.76 W，斜效率高达43.2%，锁模脉冲重复频率为1.43 GHz，激光器实现了高效、稳定的连续锁模。

报道了两种Nd:GdVO₄主动调Q 被动锁模激光器，利用自锁模(KLM)和半导体可饱和吸收耦合输出镜(SOC)锁模两种不同的被动锁模方式，分别与电光(EO)主动调Q 元件相结合，获得了稳定的调Q 锁模脉冲。主动调Q 自锁模脉冲调Q 包络重复频率为3 kHz，包络脉宽约1.2 μs，包络下锁模脉冲重复频率为159 MHz，锁模脉宽约963 ps。主动调Q SOC 锁模脉冲调Q 包络重复频率为10 kHz，包络脉宽约300 ns，包络下锁模脉冲重复频率为159 MHz，锁模脉宽约491 ps。分别提出了自锁模等效快饱和吸收体损耗和SOC 的非线性损耗表达式，并给出了主动调Q 自锁模激光器和主动调Q SOC 锁模激光器的速率方程组。对比了两种主动调Q 被动锁模激光器的输出特性，结合速率方程，提出了主动调Q SOC 锁模受到两种锁模方式的叠加作用。

在基于半导体光放大器的激光器中，观察到了自锁模现象，得到了脉宽分别为30 ns和50 ns的重复频率分别为19.34 MHz和9.67 MHz的光脉冲。激光器采用环形腔结构，半导体光放大器为自锁模的关键器件，当其抽运电流为200 mA时，调整偏振控制器开始出现自锁模脉冲。实验调试过程中，还观察到了重复频率的二分频现象，即激光器输出的光脉冲的重复频率是激光器基频的1/2。半导体光放大器的偏振旋转导致了输出激光功率的变化，出现了高功率和低功率脉冲交替出现的现象，即重复频率二分频现象。

用于抽运钛宝石的电光调Q Nd:YAG激光器会出现自锁模调制，导致峰值功率不稳从而损伤钛宝石晶体，为了抑制这种自锁模调制，分析了产生该现象的原因，研究了谐振腔内插入法布里珀罗(F-P)标准具的技术方案。实验采用单个厚度20 mm，膜层反射率60%的标准具，有效抑制了该Nd:YAG激光器的自锁模调制，实现了脉宽约70 ns，脉冲能量约600 mJ的1064 nm激光的稳定输出，既避免了引入较大的插入损耗，又防止了对F-P标准具膜层的损伤。分析认为单个厚度合适、膜层反射率不太高的标准具可有效抑制Nd:YAG激光器自锁模现象的原因在于:标准具一个透射峰半峰全宽(FWHM)内理论上虽有约5个纵模，但偏离透射峰中心的纵模损耗较大，使得单个透射峰内实际起振的纵模可能只有1个；激光器的增益线宽内虽存在标准具的多个透射峰，但起振纵模因不相邻避免了形成相位锁定。

利用激光二极管抽运掺镱硅酸镥( YbLu2SiO5 , Yb:LSO)晶体, 在腔内不加任何主被动调制器、且腔内未插入硬光阑的情况下, 实现了激光器的克尔透镜自锁模运转。采用4镜Z形折叠腔, 在抽运功率为15.8 W时, 得到平均功率达2.05 W的克尔透镜自锁模稳定脉冲输出,相应的斜率效率为16.5%。

采用光纤耦合半导体激光抽运,实现了Cr4+∶Nd3+∶YAG自锁模自调Q激光器1.06 μm 激光输出。当抽运功率超过阈值2.83 W时,激光器便运转在调Q锁模状态,其锁模调制深度达到80%以上。当抽运功率最大为5.72 W时,平均输出功率为233 mW,相应调Q包络的单脉冲能量为16.5 μJ,调Q包络的脉冲宽度大约为120 ns。调Q包络中锁模脉冲之间的间隔为2.8 ns,这与光子在谐振腔内的往返时间相一致,对应的重复率为357 MHz,锁模脉冲宽度估计为560 ps。利用双曲正割函数,考虑腔内光子数密度的空间高斯分布、增益介质的受激辐射寿命和饱和吸收体的激发态寿命对激光特性的影响,建立了描述Cr4+∶Nd3+∶YAG晶体自调Q自锁模动力学过程的速率方程组。数值求解该方程组,与实验结果符合较好。

研究了结构新颖的环形腔铒／镱(Er／Yb)共掺双包层光纤激光器．为了获得高功率激光输出，使用6个激光二极管(LD)同时抽运Er／Yb共掺光纤，采用光纤光栅(FBG)Sagnac环作为波长选择器，得到了中心波长为1548．11nm、谱线宽度为0．06nm的窄线宽激光输出；并利用增益光纤作为可饱和吸收体，实现了自调Q、自锁模脉冲输出．当抽运功率为719mW时，激光器输出自调Q脉冲，脉冲周期为20μs，脉冲宽度为2．8μs，脉冲的平均功率为38．4mW，峰值功率为274．3mW；当抽运功率为3．6W时，激光器输出自锁模脉冲，脉冲宽度为4ns，平均功率为319mW，脉冲峰值功率大于10W，重复频率为7．937MHz．

A clear and stable self mode-locked pulse train was observed with Q-switched pulse envelope in diode pumped Yb-doped Q-switched fiber lasers. Self phase modulation (SPM) is regarded as the main reason to generate mode-locked pulses in this Q-switched fiber laser. The main effect of SPM is to broaden the spectrum of the optical pulses. If the width of the broadened spectrum is comparable with the cavity-mode spacing then the modes can interact with each other, and a fixed-phase relationship between different oscillating axial modes is maintained, resulting in the mode-locked operation. On this basis, the acousto-optic modulator (AOM) was removed and two gratings were used as the cavity mirrors, and an all-fiber Fabry-Perot (F-P) cavity fiber laser was realized. Similar mode-locked pulses were observed when using two ring reflectors as the cavity mirrors. It is observed that mode-locking has close relations with fiber length, Yb-doped concentration and pump power. Such kind of lasers provide a new method to generate mode-locked pulses.