近年来,双波长及多波长激光器成为国际上一个较为热门的研究课题。它广泛应用于干涉彩虹全息、精细激光光谱、差分吸收激光雷达、原子和分子的多光子分步电离、非线性频率变换、激光医学等领域。全固态双波长激光器更为重要,因为它结构紧凑、小型化,可以提供更大的输出能量,而且可以覆盖更宽的波段。实现多波长同时输出的全固态激光器,在高亮度的激光彩色显示、激光彩色打印等设备及娱乐业等领域中具有广阔的应用前景。本论文以Nd:YVO₄晶体和Nd:GdVO₄晶体为研究对象,对其双波长振荡特性进行了理论和实验研究,并在此基础上进行非线性频率变换,实现多波长激光输出。论文主要内容概括为:1、回顾了全固态激光器的历史和发展;介绍了适合LD端面泵浦的激光晶体及其主要特性。总结了双波长及多波长激光器的研究现状及本论文的主要研究内容。介绍了准相位匹配的基本原理,光学超晶格的发展历史、应用及研究现状。2、由双波长速率方程出发,选择Nd:YVO₄及Nd:GdVO₄为激光增益介质,分别采用两镜腔和三镜腔结构,在理论及实验上对双波长激光器进行了研究。实验中得到了较为稳定的双波长连续和调Q输出。3、采用简单的两镜腔结构,二极管泵浦Nd:GdVO₄晶体产生1063nm和1342nm近红外双波长调Q激光振荡。用KTP晶体和钽酸锂光学超晶格材料分别对1063nm和1342nm激光进行倍频,在泵浦功率为14W、声光开关重复频率15kHz时,同时获得1063nm和1342nm剩余基波功率为587mW和1.13W、相应的二次谐波绿光功率703mW和红光功率328mW的四波长激光输出,脉宽分别为23ns,55ns,18ns和43ns。4、设计了一种应用于光动力疗法的全固态紫红双波长激光器,并就其可行性进行了分析。