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基于1微米波段固体激光器倍频的小型化绿光激光器在激光显示、医疗、科研等领域有着重要应用。掺镱光纤激光器与常规的固体激光器相比，具有光束质量好、光光转换效率高、散热效果好、稳定性好、易于实现小型化和集约化等一系列优点。基于准相位匹配技术周期性极化晶体，由于不需要寻找满足相位匹配的特殊方位，可以最大限度的利用晶体的非线性系数，且大多数可以实现室温下的准相位匹配。将光纤激光器与周期性极化晶体相结合的倍频绿光激光技术，是实现高效率小型化绿光激光器的一个重要技术途径。 对周期性极化晶体而言，基频光的时、空、频域特性直接影响到晶体准相位匹配的倍频效果。通常而言，nm量级以上光谱线宽的基频光进行倍频的效率较低，谱线宽度越窄，倍频效率越高，采用单频光源进行倍频的效率是最好的。但是，单频光纤激光器却受限于受激布里渊效应(SBS)的影响难以实现高功率。如何发挥光纤激光器的优势并将其作为基频光源既能获得高功率激光输出又能获得高效率的倍频效果，是本论文研究的重点。在准相位匹配(QPM)材料中，PPMgO∶LN晶体具有相对高的光折变损伤阈值和最大的非线性系数，且制造技术已比较成熟、价格低廉，是中小功率小型化绿光激光器中倍频材料的理想选择。本文建立了PPMgO∶LN晶体(L=10mm)的准相位匹配理论模型，详细分析了基频光的光谱线宽对倍频效率的影响。创新性地提出采用GHz量级谱线宽度的激光作为基频光，不仅能够获得与单频光源相当的倍频效率，而且可以突破SBS的限制，获得高功率激光输出。并据此进行理论研究，设计实验方案，最终采用线偏振、窄谱宽连续波和准连续波全光纤激光振荡器对周期性极化铌酸锂(PPMgO∶LN)晶体进行了单通倍频特性研究。主要研究内容包括以下几个个方面: 一、基频光特性研究 1、搭建了F-P腔（直线腔）窄谱宽光纤激光器，基于零拍测量法，测量了小功率泵浦情况下窄谱宽光纤激光器的纵模特性及以其为种子光的全光纤激光放大器SBS阈值特性。 2、建立了10W量级的单频光纤放大器，通过改变功率主放大器增益光纤与输出光隔离器之间传能光纤的长度，从理论和实验的角度分析了传能光纤长度对单频光纤放大器SBS阈值的影响。 3、仿真计算了基频光谱线宽度对周期性极化晶体倍频效率的影响，分析认为:考虑到晶体温控炉温度调节精度(0.1℃)，环境因素的不稳定性及基频光谱线宽度对周期性极化晶体倍频效率的影响，用窄谱宽光纤激光器(谱线宽度为0.1nm)为基频光源不仅保持了与单频基频光源相当的倍频效率，而放大过程相对简单、且可在不受SBS阈值影响下能获得尽可能高的基频光功率。 4、采用保偏光纤光栅(PM-FBG)快慢轴交叉对准技术，自主研发了连续波和准连续波两种运转模式的线偏振窄谱宽全光纤激光振荡器作为基频光源。 二、倍频实验研究 以北京中视中科光电技术有限公司提供尺寸为1mm×2.8mm×10mm周期性极化铌酸锂(PPMgO∶LN)为倍频晶体，进行了单通倍频实验特性的研究。 1、从理论和实验上研究了该种晶体的温度调谐特性、温度调谐特性随基频光波长、入射方向和功率的变化关系。 2、以连续波全光纤激光震荡器为基频光源，控制晶体温度在26.9℃，在基频光功率为8.05W时，实现了17.84％的谐波转化效率，此时绿光激光输出功率为1.437W。 3、以准连续波全光纤激光振荡器为基频光源，保持晶体在38.7℃，基频光功率为4.6W时，获得了0.563W的绿光输出，谐波转化效率为12.24％，此时基频光峰值功率57.5W，绿光峰值功率为7.04W。 在相同聚焦的情况下，相对于连续波光纤激光，以准连续波光纤激光为基频光源具有更好的二次谐波效率，但高峰值功率的绿光存在容易引起晶体损伤。