全固态激光器(Laser Diode Pumped Solid-state Laser或DPSSL)是指以激光二极管(LD)为泵浦源的固体激光器,是激光技术领域的一个重要分支。全固态激光器有着转化效率高、结构简单、可靠性高、光束质量好和使用寿命长等优势,可以实现连续、调Q脉冲等激光运行模式。采用被动调Q全固态激光器可以获得窄脉宽、高峰值功率的输出并且具有结构紧凑、成本低的优点。本文主要进行了以下研究工作:本文论述了光学倍频技术和被动调Q技术的主要原理,介绍了Cr:4+YAG晶体的能级结构和被动调Q机理。论文分析了Nd:YAG晶体的能级结构,论述了获得1123nm谱线振荡的方法。设计了全固态连续561nm激光器,通过设计合理的谐振腔的膜系抑制1064nm和1318nm谱线的振荡,再分别使用双折射滤波器和标准具作为选择性损耗元件,抑制1112nm和1116nm谱线的振荡,获得了稳定单谱线561nm激光输出。在泵浦功率为4.8W时,分别获得227mW和254mW的561nm单谱线输出,光—光转换效率分别为4.73%和5.29%。得出了结论:标准具引起的谐振腔的损耗比双折射滤波器小,可以在实现单谱线的同时获得更高的输出而双折射滤波器比标准具可以更有效的压窄谱线宽度。此外,设计了被动调Q561nm激光器,使用Cr4+:YAG晶体同时作为被动调Q晶体和选择性损耗光学元件,起到了调Q和抑制1112nm和1116nm谱线的作用,得到了561nm单谱线脉冲输出。在LD泵浦功率为4.8W时,输出平均功率为124mW,脉冲重复频率为18.21kHz,脉冲宽度为71ns,峰值功率为95W。