掺Cr⁴⁺激光材料的出现和器件的运转成功,把可调谐固体激光器的调谐范围由Cr³⁺、Ti³⁺离子的0.7μm～1.0μm谱区扩展到了1.0μm～1.8μm谱区,因此对掺Cr⁴⁺激光材料及其器件的研究已经成为固体可调谐激光器研究热点之一。尤其是Cr⁴⁺:Mg₂SiO₄晶体,有望成为近红外可调谐固体激光器的理想增益介质,并且Cr⁴⁺:Mg₂SiO₄激光器的倍频红光能够克服半导体激光器的缺点,再加上Cr⁴⁺离子在0.9μm～1.2μm波长范围内有可饱和吸收特性,所以对它的研究有重要意义。本论文采用调Q Nd:YAG脉冲激光通过透镜聚焦后纵向抽运Cr⁴⁺:Mg₂SiO₄晶体,抽运光脉冲宽度为30ns、能量为50mJ ,在较佳工作条件下得到了中心波长为1.22μm、脉宽为8.2ns、能量为10mJ的激光脉冲;并在张国威分析增益开关时间特性的近似法基础上,结合实际的Cr⁴⁺:Mg₂SiO₄激光器的相关参数,从速率方程出发,用数值计算的方法更为精确的模拟了Cr⁴⁺:Mg₂SiO₄激光器输出激光脉冲的时间特性,得出了激光脉宽只与抽运能量、腔长有关的结论,即抽运能量愈大,脉宽越窄;腔长越长,脉宽则愈宽。实验中还采用了几种不同焦距透镜和不同Cr⁴⁺:Mg₂SiO₄激光器腔长,分别比较了抽运光不同焦距透镜聚焦和Cr⁴⁺:Mg₂SiO₄激光器不同腔长条件下1.06μm抽运光与1.22μm振荡光的模体积匹配,及模体积匹配和光-光转换效率的关系。在聚焦透镜焦距为190mm,腔长为14cm条件下,光-光转换效率最高,约为20%。上述的实验结果与理论分析、计算结果相符。