双波长激光器是指在一个激光谐振腔中同时产生两个不同波长的激光。全固态的双（多）波长激光器结构简单紧凑，激光波长贴近实际应用波段。近年来双波长固体激光已经在多个领域有广泛的应用，例如激光干涉仪，位移、角度、准直等多种精密测量系统，激光显示，血液检测和医疗，激光差分吸收雷达测量，非线性频率变换以及太赫兹激光源等方面。　　目前获得全固态双波长激光的方法主要是通过非线性频率变换，如倍频，和频，差频，拉曼频移，光学参量振荡等，这些方法需要考虑较严格的位相匹配。另一种方法是通过激活离子的能级分裂获得双波长激光，包括同一激活粒子不同能级对之间的跃迁，或者是同一能级对中不同斯塔克分量之间的跃迁。本论文主要研究，在Nd3+离子掺杂的激光增益介质中，基于Nd3+激活粒子同一能级对中不同斯塔克分量之间的跃迁，实现双（多）波长激光同时输出。本论文主要研究成果如下:　　1.根据Nd∶YLF晶体的结构，光谱特性，分析了其不同偏振激激光的热效应特征，发现其π偏振激光的热焦距为负，而σ偏振激光的为正。因此，对a-cutNd∶YLF晶体而言，由激光谐振腔的稳定条件可知，在平平谐振腔中，只有具有正透镜效应的σ偏振激光能在此腔型内稳定输出，而π偏振的激光尽管其具有更高的受激发射截面，由于其负的热透镜效应却在平平谐振腔中受到抑制。因此，在没有腔内偏振元件的插入损耗下，获得了弱增益谱线σ偏振的1053nm和1313nm激光的高效输出。　　由于双折射晶体Nd∶YLF在1.0μm和1.3μm波段两个偏振的激光波长相隔较近，且受激发射截面差别不大，在谐振腔腔镜小角度倾斜的情况下，可以分别得到正交偏振的1047nm和1053nm激光以及1321nm和1313nm的双波长激光同时输出。但是由于腔镜的倾斜带来的损耗，会导致输出激光总功率和激光光束质量下降。　　2.根据无序钨酸盐晶体Nd∶LiGd(WO4)2的晶体结构以及晶体的吸收、发射和拉曼光谱特性，主要研究了Nd∶LiGd(WO4)2晶体在1.0μm波段的激光性能。首次获得了Nd∶LiGd(WO4)2从1057nm-1061nm的多波长激光同时输出，并发现随着泵浦功率的提高，发射激光波长往长波方向移动，出现红移。在自由运转模式下，获得了最大输出功率0.63W，斜效率为40.6％的激光输出。在调Q模式下，当重复频率为40KHz时，输出功率最大为0.43W，斜效率为30.2％，光束质量因子M2为M2x=2.73，M2y=2.12。　　3.根据无序钼酸盐晶体Nd∶LiLa(MoO4)2的晶体结构以及晶体的吸收、发射和拉曼光谱特性，主要研究了Nd∶LiLa(MoO4)2在1.0μm波段的激光性能。首次报道了LD泵浦Nd∶LiLa(MoO4)2晶体获得1061nm和1060nm双波长激光输出。通过对这两个波长进行非线性差频技术，可以得到0.29THz的激光。在自由运转模式下，得到了最大381mW激光输出，对应的斜效率为14.5％。