报道了L波段掺铒光纤激光器中调Q锁模类噪声方波脉冲的演化特性。通过改变泵浦功率以及偏振状态，激光器可以在1600 nm处实现类噪声方波脉冲的连续波锁模和调Q锁模运作。类噪声方波脉冲基频锁模重复率为1.64 MHz，最大脉冲宽度为17.51 ns。类噪声方波脉冲调Q锁模的重复率可从8.14 kHz调谐至18.18 kHz，调Q锁模包络宽度与方波脉冲宽度随泵浦功率演化趋势相反，调Q包络的最高平均能量可达1115.5 nJ，包络内方波脉冲的最大平均能量可达24.89 nJ，方波脉冲的峰值功率维持在1 W左右。该实验结果有助于人们深入理解L波段调Q锁模类噪声方波脉冲的动力学特性。

利用特殊的散热设计，在Tm∶ZBLAN玻璃激光器中实现连续和被动调Q锁模运转。分别采用透过率为1.5%、3%、5%的输出镜在激光连续运转时获得254 mW、296 mW、230 mW的最高输出功率。为了实现锁模运转，选用透过率为1.5%的输出镜，将透射式GaAs-SESAM作为锁模元件，出光阈值仅为131 mW，当吸收泵浦功率大于1.09 W时，实现了稳定的调Q锁模运转，最大输出功率为98 mW，调Q包络脉冲宽度为6 μs，重复频率为19.23 kHz，调Q包络下脉冲的重复频率为102 MHz，脉冲宽度约为800 ps，最大单脉冲能量为0.96 nJ。

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。

利用固态反应烧结方法制做的混合三氧化物陶瓷Tm∶LuScO3作为激光增益介质，在全固态激光器中实现了稳定的调Q锁模运转。利用透过率为3%的输出镜获得最高连续光输出功率为257 mW，中心波长为1 993 nm，对应斜效率14.06%。以三种半导体可饱和吸收镜(SESAM)作为锁模启动元件,系统分析了Tm∶LuScO3陶瓷激光器的调Q锁模运转特性，获得最窄锁模脉冲宽度在749~891 ps之间，重复频率121.9 MHz，对应的调Q包络脉冲宽度为50 μs，重复频率45.45 kHz，最高输出功率167 mW，中心波长为1 987 nm，对应最大单脉冲能量为1.37 nJ。

首次采用氧化石墨烯可饱和吸收体作为锁模启动元件在Tm,Ho∶CaYAlO4激光器中实现了稳定的被动调Q锁模运转。在3%输出耦合镜下, Tm,Ho∶CaYAlO4固体激光器获得了最低为293 mW的连续光出光阈值。在腔内引入氧化石墨烯可饱和吸收体后, 当吸收抽运功率增大到1 859 mW时, Tm,Ho∶CaYAlO4激光器进入稳定的调Q锁模运转状态。当抽运功率达到3 W时, 获得中心波长为2 089 nm、斜效率为10.1%、对应最大输出功率为213 mW的被动调Q锁模脉冲, 重复频率为100 MHz, 调Q包络中锁模脉冲的调制深度接近100%。

为了使光纤激光器同时运转在不同的工作状态, 搭建了非线性偏振旋转(NPR)技术和碳纳米管可饱和吸收体(CNT-SA)混合的掺铒光纤激光器。其中, 基于NPR效应的腔内双折射引入的梳状滤波器可以实现双波长输出, NPR和CNT-SA的可饱和吸收效应共同作用可以获得调Q或调Q锁模脉冲, 因此在该激光器中通过调节参数可以使光纤激光器同时获得双波长调Q和调Q锁模脉冲输出。该双波长脉冲经滤波处理后, 观察到1531.23 nm处的波长对应调Q脉冲, 其重复率为45.62 kHz, 1557.18 nm处的波长对应调Q锁模, 调Q包络重复率也为45.62 kHz, 包络内锁模脉冲的重复率为18.18 MHz, 与激光器腔长相符。该实验结果增强了光纤激光器工作的灵活性, 有望进一步拓展其在相关领域的应用。

采用反射式MoS₂可饱和吸收体在Tm∶Lu₃Al₅O₁₂激光器中实现了被动调Q锁模(QML)运转。以可调谐掺钛蓝宝石激光器为抽运源,结合低阈值腔设计,选用透射率为3%的输出镜获得525 mW的出光阈值。当吸收抽运功率达到1743 mW时,激光器处于稳定的被动调Q锁模运行状态。当最大抽运功率达到3.1 W时,激光器被动调Q锁模输出功率为306 mW,斜效率为14.3%,中心波长为2023 nm,对应的锁模脉冲序列的重复频率为106.4 MHz,最大的单脉冲能量为2.88 nJ,调制深度接近100%。结果表明,反射式MoS₂可饱和吸收体在2 μm波段激光锁模中具有良好的应用前景。

对基于非线性偏振旋转技术的L波段掺铒被动锁模光纤激光器中产生调Q锁模类噪声方波脉冲进行了实验研究。该类型脉冲中调Q包络内部包含的脉冲是基频方波, 通过自相关迹证实该方波为类噪声脉冲。为了容易实现类噪声方波脉冲输出, 将一段250 m普通单模光纤引进激光腔内。适当调节腔内的偏振控制器和泵浦功率, 获得了基频为778.21 kHz的连续波锁模类噪声方波脉冲和由3.81 kHz可调谐到9.01 kHz的重复频率, 单个调Q包络最高能量为1.06 μJ的调Q锁模类噪声方波脉冲。研究结果有利于进一步理解被动锁模光纤激光器中类噪声脉冲和调Q锁模的机理和特性。