激光的发展已经走过半个世纪,其理论基础和应用技术取得了极大的进展,激光波长能够从 X光波段一直覆盖到远红外区域,同时激光输出功率不断提高。在全世界科技高速发展的背景下,激光在众多领域得到广泛应用,典型的如光通讯、激光分析、激光成像、激光治疗等。　　 本研究工作旨在尝试以闪耀光栅选频的方式来获得激光的单一波长运转、波长的可调谐以及双波长输出。Nd:YAG激光是最为典型的固体激光器,因此在实验中以其作为实验平台验证了光栅选频方式输出单一波长和双波长激光输出的可行性,并成功调谐了Nd:YAG激光的波长。　　 Nd:YAG激光晶体具有优良的激光性能,单一波长或双波长Nd:YAG激光的研究犹如过江之鲫,可调谐Nd:YAG激光的研究也有所闻,但是这些工作中实现的激光波长局限于Nd:YAG晶体中荧光发射强度较强的几条谱线,双波长激光的波长组合也相当有限,激光调谐区域狭窄。在Littrow构型的Nd:YAG四能级激光器中,以闪耀光栅为选频手段,成功实现了4F3/2→4I11/2和4F3/2→4I13/2能级跃迁中多条谱线的单一波长激光运转,并以这些谱线为中心波长得到了区域可调谐的激光输出。在此基础上,研究了Nd:YAG激光的双波长激光特性,不仅有相邻两谱线的平衡运转,还有弱荧光谱线和强荧光谱线的同时振荡。　　 根据Nd:YAG激光的单波长、双波长以及可调谐运转的实验结果,初步分析了光栅选频Nd:YAG激光的运转特性,认为在该激光器中决定激光振荡的主要因素是光波在光栅上的衍射方向,激光的双波长不仅来自于双波长在腔内的振荡平衡,还可能是反转粒子由上能级向下跃迁过程中的下能级变化。