研究了在高抽运功率下，单共振光学参量振荡器（SRO）腔型对其输出特性的影响。在理论分析的基础上，实验搭建了基于掺杂氧化镁的周期性极化铌酸锂（MgO∶PPLN）晶体的两镜驻波腔和四镜环形腔SRO。驻波腔SRO的阈值抽运功率为3.2 W，当抽运光功率为14.2 W时，信号光和闲频光功率分别为5.2 W和2.2 W。当抽运光功率大于15 W时，驻波腔SRO输出功率的实测值随抽运光功率的增大而减小，与理论预测偏差较大。环形腔SRO的阈值抽运功率为7.2 W，当抽运光功率为25 W时，信号光和闲频光功率分别为8.1 W和3.6 W。环形腔SRO输出功率的实测值和理论预测基本一致。驻波腔及环形腔SRO输出的信号光在2 h内的功率波动分别优于±2.76%和±2.53%，驻波腔及环形腔SRO输出的闲频光在2 h内的功率波动分别优于±1.24%和±1.19%。驻波腔及环形腔SRO输出信号光的长期频率漂移分别优于±40 MHz及±28 MHz。

研制出一台全固态低噪声连续单频Nd∶YVO₄-LBO双波长激光器,通过优化三硼酸锂(LBO)的匹配温度,获得了波长为1.06 μm的激光功率为3.8 W、波长为532 nm的激光功率为7.8 W的连续单频双波长激光输出,并有效降低双波长激光的强度噪声和相位噪声。实测的1.06 μm和532 nm波长激光的强度噪声均在分析频率大于3.5 MHz时达到散粒噪声极限,相位噪声均在分析频率大于5 MHz时达到散粒噪声极限。当采用Pound-Drever-Hall锁腔技术锁定激光器的腔长时,1.06 μm波长激光在1 h内的频率漂移小于±0.8 MHz。实测的1.06 μm和532 nm波长激光在5 h内的功率波动分别小于±0.63%和±0.47%,光束质量因子分别为1.04和1.12。

利用自制的高功率连续单频1.06 μm激光器抽运基于周期性极化铌酸锂(PPLN)晶体的单共振光学参量振荡器(SRO), 实验产生了宽调谐高功率连续单频红外激光。通过控制改变PPLN晶体的极化周期和温度, 连续单频信号光和闲频光波长分别可从1.45 μm调谐到1.79 μm和从2.62 μm调谐到3.99 μm。当抽运功率为15.5 W时, 1.52 μm信号光和3.53 μm闲频光的最大输出功率分别为5.1 W和2.1 W, 光光转换效率达46.5%。当SRO自由运转时, 信号光和闲频光在4 h内实测的功率波动分别小于±2.77%和±2.79%, 同时信号光在4 h内实测的频率漂移小于±45 MHz。

利用1.56 μm连续单频光纤激光器抽运周期极化铌酸锂晶体，通过外腔谐振增强倍频技术获得了低噪声连续单频780 nm激光。为了实现高效率倍频，理论设计了倍频腔的最佳腔镜透射率、腔长以及腔模体积等以实现谐振倍频过程中的模式匹配和阻抗匹配。在此基础上，实验获得了输出功率达1 W的连续单频780 nm激光，倍频效率达84.8%。进一步利用高精细度模式清洁器降低激光的强度噪声，实验获得了输出功率达700 mW、强度噪声在分析频率4 MHz处达到散粒噪声基准的低噪声连续单频780 nm激光。该系统的激光波长分别位于量子态传输波段与原子存储波段，可用于研究实用化量子信息处理系统。

报道了利用高功率全固态连续单频1.06 μm激光器，抽运由准相位匹配晶体构成的单共振光学参量振荡器(SRO)，产生光束质量接近衍射极限的1.5 μm连续单频激光的实验研究。实验获得了输出功率为3.2 W的连续单频1.5 μm激光，光光转换效率达40%，SRO 的阈值抽运功率仅为2.5 W。当把SRO腔长主动锁定到共焦法布里珀罗(F-P)腔的共振峰上，信号光的频率稳定性优于3 MHz(1 min)、功率稳定性优于±0.5%(15 min)。该系统的激光波长位于量子态传输波段，可用于研究实用化量子信息处理系统。

设计并研制了全固态连续单频1.34 μm Nd:YVO4环形激光器。利用880 nm激光二极管双端端面偏振抽运Nd:YVO4晶体，通过腔镜镀膜抑制1.06 μm激光振荡和环形激光谐振腔的设计优化使激光器稳定单向行波运转，实验获得了输出功率达9 W的连续单频1.34 μm激光输出，光-光转换效率达18%。激光器在4 h内的功率稳定性优于±1%，在1 min内的频率漂移为8.5 MHz，输出激光的光束质量M2因子为1.03。