1.3μm波长附近的激光由于与硅光纤低色散和低损耗的波长一致,以及极好的人眼安全特性,因此在激光医学、光纤通信、光传感定位和中红外参量振荡的抽运源等领域有着广阔的应用前景。利用被动调Q技术可以在结构紧凑、低成本的激光器系统中产生稳定可靠的短脉冲周期和高峰值功率的激光脉冲,这类调Q激光器在诸如雷达探测、远程传感、激光加工等领域有着许多十分重要的应用。本论文根据固体激光器的调Q特性,以新型可饱和吸收体Co²⁺;LaMgAl₁₁O₁₉（Co;LMA）为调Q晶体,分别用闪光灯泵浦Nd;YAG激光晶体发射1.319μm激光、闪光灯泵浦Er;glass激光介质发射1.54μm激光和LD泵浦Nd;GdVO₄激光晶体发射1.34μm激光等激光器的实验研究。深刻分析了以上激光器的输入输出特性;研究了这些激光器调Q运转时激光介质发射截面与可饱和吸收体基态及激发态吸收截面的配比关系;并从实验中得出了输出特性最佳状态时的激光器输出耦合镜的透过率最佳值;分析研究了激光器应用中的重要参数—峰值功率在不同激光器结构参数情况下的变化。另外,作为激光技术应用的一个领域还研究了1.06μm激光烧蚀KTA晶体诱导的等离子体空间特性的光谱诊断。本论文的主要研究工作和首创点阐述于以下几点;Ⅰ新型可饱和吸收体LaMgAl₁₁O₁₉可饱和吸收体作为固态被动调Q激光器中的第二个重要因素,也同样吸引着人们的研究兴趣。Yumashev等人和Ge及其同事分别生长出了Co²⁺离子掺杂的氧化物晶体Co;LMA。该晶体已在许多实验研究中被用作被动调Q器件。它的优越性能显示出其在固态被动Q调制激光器研究中的巨大潜在效应。深刻研究、分析了LaMgAl₁₁O₁₉的能级结构和光谱特性。LaMgAl₁₁O₁₉属六方晶系、P6₃/mmc族,其La³⁺和Mg²⁺离子可以有选择性地被其它离子所代替而保持原来的稳定结构。1030nm-1660nm的吸收带则因为⁴A₂（⁴F）→⁴T₁（⁴F）能级间的跃迁引起的。吸收带的复杂结构是因为在周围轻微畸变的氧原子四面体晶格场作用下,Co²⁺离子的⁴T₂（⁴P）和⁴T₁（4^F）两个能级的分裂造成的。这个吸收带的存在,正是Co;LMA晶体作为1.3-1.6μm激光器饱和吸收体的物理根据。研究了在被动调Q激光器中考虑腔内光强度、激活介质的反转粒子数密度以及饱和吸收体的基态与激发态粒子数密度的空间分布的速率方程,并给出了其解。应用被动调Q速率方程的理论,在实验上测出了饱和吸收体Co;LMA的透过率随光能量密度的变化曲线,并计算出了其基态和激发态吸收截面积。（第二章）Ⅱ闪光灯泵浦的Nd;YAG在对闪光灯泵浦特性和Nd;YAG特性深入分析的基础上,利用平—平激光谐振腔、以Co;LMA晶体作为可饱和吸收体,用闪光灯为泵浦源,研究了非腔内聚焦的1.319μm的Nd³⁺;YAG激光器静态和被动调Q的运转,首次给出了如上结构的实验结果。并对静态和动态两种运转情形进行了理论探讨,优化了被动调Q的运转参数。实验结果显示,Co;LMA晶体对1.3μm被动调Q运转是一种良好的可饱和吸收体,具有极好的可饱和吸收特性。如果Co;LMA晶体的端面镀膜将会进一步改进激光器的性能。（第三章）Ⅲ闪光灯泵浦的Er;glass利用可饱和吸收体Co²⁺;LaMgAl₁₁O₁₉（Co;LMA）,实现了闪光灯泵浦1.54μm铒玻璃激光器的运转。采用不同透过率的输出耦合镜,研究了该激光器的静态和动态输出特性。实验结果表明,当输出镜的透过率为15%时,静态输出曲线具有更高的斜率效率和能量转换效率。同时,被动Q调制的输出脉冲具有更高的单脉冲能量和更窄的脉冲宽度。以Co²⁺;LaMgAl₁₁O₁₉作为可饱和吸收体,实验证实了闪光灯泵浦1.54μm铒玻璃激光器的优良运转,同时也证实了Co²⁺;LaMgAl₁₁O₁₉是一种优良的调Q器件。利用该激光器可以得到单脉冲情况下的窄脉冲宽度（55ns）和高峰值功率（0.86MW）。（第三章）ⅣLD泵浦a-cut Nd;GdVO₄深刻分析了激光谐振腔结构对激光泵浦阈值的影响。在对a-cut Nd;GdVO₄晶体发射截面研究的基础上给出了其与Co²⁺;LaMgAl₁₁O₁₉的吸收截面、平—凹腔谐振光束在激光晶体上的截面之间的优良配比。利用平—凹腔技术,对a-cut的Nd;GdVO₄晶体的自由运转和被动Q调制的输出特性进行了深入的研究。特别是将凹透镜作为激光器的后镜,平镜作为输出镜,这样就克服了在激光介质大的受激发射截面和可饱和吸收体小的吸收截面情况下必须设置腔内聚焦器件的弱点,而且首次将Co;LMA晶体作为可饱和吸收体应用在本实验中,对该晶体不同初始透过率T₀的激光器输出特性进行了详尽研究。（第四章）ⅤLD泵浦c-cut Nd;GdVO₄c切向Nd;GdVO₄晶体与a切向Nd;GdVO₄晶体有着明显的特性差别。通过对c切向Nd;GdVO₄晶体特性与光谱特性的研究,首次用Co;LMA作可饱和吸收体对被动调Q的1.34μm全固态激光器的静态和动态特性进行了研究与分析。静态研究针对透过率分别为2%、5.5%和7%的三个输出镜进行。实验得到了静态运转时的最佳输出透过率T=7%。动态研究采用的输出镜透过率为T=5.5%,并对1.34μm初始透过率为90%、85%和70%的三个Co;LMA晶体片分别进行实验。结果表明只有T₀=90%的Co;LMA晶体片实现了被动Q调制,并对此情形下的输出特性进行了研究。由输出的峰值功率可以得出结论;与a切向的Nd;GdVO₄晶体相比,虽然a切向的Nd;GdVO₄晶体更易于实现静态和动态运转,但是c切向的Nd;GdVO₄晶体更适宜被动调Q的运转,并且可以得到较大的峰值功率输出。（第四章）