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一般情况下发展新的激光波长,通常有两种方法:一是需要研制新的激光工作物质;二是通过非线性晶体的非线性极化效应来产生激光频率变换。通常所用的变频方式是倍频、和频、差频、光参量放大及受激拉曼散射等。自激光出现以后,受激拉曼散射的研究日趋成熟,并且出现了各种各样的拉曼激光器。拉曼光具有光束质量好、脉宽窄、不需要进行相位匹配等优点。拉曼激光器的核心是拉曼介质,拉曼介质分气体、液体、固体三种。由于固体拉曼介质的离子浓度大、体积小、导热性好等特点,从上世纪80年代以来,固体拉曼激光器的研究越来越受到重视。现在固体拉曼激光器常用的拉曼介质主要是矾酸盐与钨酸盐系列晶体,该类晶体具有拉曼频移大、转换效率高等优点。本文以Nd:YVO4、Nd:GdVO4矾酸盐类晶体和Nd:KGW、Yb:KGW钨酸盐类晶体作为拉曼介质,系统地做了主动与被动调Q脉冲激励的内腔式自拉曼、它拉曼激光特性实验研究。主要内容是:1、系统地研究了LD端面泵浦a-cut的Nd:YVO4晶体1174 nm自拉曼激光器。在声光调Q模式下,运用内腔工作方式,获得晶体工作的最佳重复频率为19 kHz,并在此条件下研究了激光器的输出特性。当泵浦光达到4 W时得到拉曼光平均输出功率为197 mW,斜效率为15.6%,相应脉宽为26 ns,单脉冲能量为10.4μJ,峰值功率397.5 W。2、运用Nd:YVO4晶体的实验装置,研究了a-cut的Nd:GdVO4晶体的一阶Stokes自拉曼激光特性。在声光调Q模式下,做了内腔式拉曼激光器,实验获得最佳的工作重复频率为18 kHz,由此条件下测得:在泵浦光功率为3.5 W时,拉曼光平均输出功率为423 mW,斜效率为25%,相应脉宽为28.1 ns,峰值功率为836 W,单脉冲能量为23.5μJ。3、在声光调Q模式下,运用a-cut Nd:YVO4晶体作为激光晶体,研究了b-cut拉曼介质Nd:KGW在不同通光方向上的拉曼性能。当通光方向为P[gg]P时,768 cm-1振动模起作用,拉曼光为1160 nm。通过实验确定最佳的重复频率为18 kHz,在此条件下,当泵浦功率为4.3 W时得到拉曼输出功率为321 mW,脉宽31.1 ns,相应的斜效率为33.9%,单脉冲能量为17.8μJ。当通光方向为P[mm]P时,901 cm-1振动模起作用,拉曼光为1178 nm。实验中得到最佳输出重复频率同样为18 kHz,在此条件下,当泵浦光为4.8 W时得到342 mW的拉曼输出,脉宽为24.9 ns,相应的斜效率为28.2%,单脉冲能量19μJ。4、运用Nd:YAG/Cr4+:YAG激光器泵浦Nd:KGW晶体,做了P[mm]P通光方向下一阶Stokes 1178 nm的拉曼激光性能研究,实验中运用不同透过率的输出镜,在T=34.6%的输出镜下得到输出功率为336 mW,斜效率为9.85%,单脉冲能量为36.5μJ,脉宽为1.65 ns。T=3.1%输出镜下平均输出功率分别为171 mW,脉宽为4.8 ns,单脉冲能量为17.1μJ,对应斜效率5.5%。5、本章以V3+:YAG为饱和吸收体,研究了LD端面泵浦Yb:KGW晶体腔内一阶Stokes 1152 nm自拉曼激光器的性能。得到78%的晶体吸收效率,33.7%的基频光与泵浦光功率转换效率。在9.68 W泵浦功率下得到拉曼输出为229 mW,相应斜效率5.9%,13.4 kHz重复频率下拉曼光的脉宽为4.6 ns。