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纳秒、亚纳秒级短脉冲激光在科研、军事、工业、医疗等领域具有广泛的应用价值。纳秒级脉冲一般可以通过调Q技术来实现，而亚纳秒级或更短的激光脉冲一般要通过锁模技术获得。相对于主动调Q或锁模技术而言，利用某些物质对入射光具有强烈非线性吸收饱和效应的被动调Q和被动锁模技术，由于省去了一些外部附加设备而具有价格便宜、结构简单、可调节性好及可以通过改变饱和吸收体材料本身的性能随意调节腔内的损耗等优点，在中小功率(一般输出小于100mJ/Pulse)激光器中有很大的应用前景。本文主要对被动调Q和被动锁模脉冲激光技术进行了实验研究，主要内容概括为：
1.对LD泵浦运转于准三能级波长为946 nm的Nd:YAG激光器进行了研究。利用波长为808 nm光纤耦合的激光二极管端面泵浦扩散键合的Nd: YAG晶体，采用合理的膜系设计，首先得到了最高输出功率为4W的946 nm连续激光输出。之后在腔中插入未镀膜的GaAs作为可饱和吸收材料，首次成功地实现了二极管激光器泵浦Nd:YAG激光器的GaAs被动调Q运转。在最高泵浦功率为15 W时，得到平均输出功率为1.24 W，相应脉冲重复频率和脉冲宽度分别为330 kH和70 ns，脉冲能量约3,76μJ。相关结果发表在Chin.Phys.Lett. Vol.23No.3(2006)619。
2.对Cr,Nd:YAG晶体既充当增益介质同时作为饱和吸收体的自调Q脉冲激光输出特性进行了研究。采用LD端面泵浦14 mm长的Cr,Nd:YAG晶体和简单的腔长为2.5 cm的直线腔产生1064 nm的自调Q脉冲激光，调Q脉冲宽度在8-10 ns之间。在泵浦功率为19.3 W时获得最高输出功率为4.4 W，对应斜效率为27％。在高功率下输出激光的远场光斑仍为基横模。相关结果发表在Chin.Phys. Lett Vol.22 No.4(2005)877上。
3.对Cr,Nd:YAG晶体既充当增益介质同时作为饱和吸收体的自调Q自锁模输出激光特性进行了研究。采用z型折叠腔结构，分别用LD端面泵浦14 mm和8 mm长的Cr,Nd:YAG晶体产生自调Q自锁模脉冲激光输出。对两种长度和初始透过率不同的晶体在1064 nm的输出特性进行了比较，实验中发现初始透过率在一定范围内变化时只对调Q脉冲宽度有影响，对锁模脉冲宽度及调制深度影响不大。实验中首次在低泵浦功率下获得了锁模调制深度接近100％的1064 nm自调Q自锁模激光输出，锁模脉冲宽度及重复频率分别为600 ps和136 MHz。在泵浦功率为23.68 W时获得最高输出功率达到6.52 W，相应的斜效率和光光转化效率分别为30％和28％，输出功率的稳定性优于1％。相关结果已被OpticsCommunications接收发表。
4.研究了一种新晶体——Nd3+，Yb3+:YVO4晶体的光谱特性及晶体中两种离子间的能量转移过程。在常温下通过测量Nd3+，Yb3+:YVO4晶体的光谱，不仅观察到从Nd3+→Yb3+间的能量转移，也观察到从Yb3+→Nd3+间的反向能量转移。实验中还测量了Nd3+和Yb3+离子在Nd3+，Yb3+:YVO4晶体中的荧光寿命，并计算出从Nd3+离子到Yb3+离子的能量转移效率约为34％，与掺杂浓度类似的双掺Nd3+和Yb3+离子的其它材料相比能量转移效率较高。相关结果发表在Chin.Phys.Vol.16 No.6(2007)1。
5.配合搭建了Cr,Nd:YAG/KTP晶体自调Q自锁模腔内倍频532 nm绿光激光器。用LD端面泵浦Cr,Nd:YAG晶体产生自调Q自锁模激光输出。基频光的锁模调制深度大约为70％，最高输出功率为2.29 W，在腔内没有任何调制元件的情况下水平偏振光约占80％。之后在腔内加入KTP晶体进行倍频，在泵浦功率19 W时获得最高输出功率为680 mW的532 nm绿光输出。加入倍频晶体后绿光的锁模调制深度达到100％，锁模脉冲宽度在亚纳秒量级。相关结果发表在Chin.Phys. Vol.15 No.7(2006)1522。