1、本論文的內(nèi)容分為兩個部分，其中前五章的內(nèi)容是作者作為浙江大學(xué)和德國柏林工業(yè)大學(xué)(Technische Universitat Berlin)聯(lián)合培養(yǎng)的博士研究生，在柏林工業(yè)大學(xué)光學(xué)與原子物理研究所進行的為期兩年的研究工作，主要內(nèi)容是大功率高亮度固體激光器及其諧波的產(chǎn)生；第六章的內(nèi)容是作者在攻讀博士學(xué)位前一年半期間在國內(nèi)所從事的工作，受篇幅所限，主要總結(jié)了針對外腔反饋的半導(dǎo)體激光器進行的一些理論研究。 論文的第二章至第四章對閃光燈

2、連續(xù)抽運的、大功率高亮度、KHz量級高重復(fù)頻率的調(diào)Q固體激光器進行了理論和實驗的研究。固體激光器中的熱致雙折射效應(yīng)嚴(yán)重地限制了基模輸出功率的提高，為了獲得大功率高質(zhì)量的激光輸出，需要對熱致雙折射效應(yīng)進行補償。 文中首先在理論上對雙棒在腔內(nèi)串接補償熱致雙折射效應(yīng)的條件進行了改進，然后通過設(shè)計合理的腔結(jié)構(gòu)和腔內(nèi)元器件，應(yīng)用4/成像系統(tǒng)空間濾波器并考慮石英旋光器的厚度，使得腔內(nèi)光束的退偏率降至2.5％以下，在基模輸出的情況下，退偏率可

3、以降至1％以下。 使用矩陣光學(xué)的方法簡化了對含有這樣一個復(fù)雜光學(xué)系統(tǒng)的諧振腔穩(wěn)定性和腔內(nèi)光束半徑等特性的分析。設(shè)計并實現(xiàn)了大基模體積動態(tài)穩(wěn)定腔，理論分析了內(nèi)含輔助透鏡的諧振腔的設(shè)計方法。通過在腔內(nèi)加入一個正透鏡來擴大基模體積，使用雙氪燈連續(xù)抽運的Nd：YAG激光器，實驗中得到了61W的基模輸出，光束質(zhì)量因子M<'2>為1.4。實驗表明在大基模體積諧振腔的設(shè)計中，雙折射效應(yīng)的補償時十分必要的。加入聲光調(diào)Q開關(guān)，在脈沖重復(fù)頻率為18

4、kHz的情況下，輸出功率為54W，脈沖寬度為240ns。理論和實驗研究了聲光調(diào)Q開關(guān)在腔內(nèi)的位置對于腔內(nèi)光強分布的影響，解決了調(diào)Q激光對于腔內(nèi)元件的損傷問題。 研究了固體激光器中熱透鏡的球差效應(yīng)及其對激光器性能的影響。使用Fox-Li的迭代算法計算了球差效應(yīng)作用下激光諧振腔的本征模，并分析了在不同諧振腔結(jié)構(gòu)的條件下，球差效應(yīng)對腔內(nèi)光束單程損耗因子以及激光器的輸出功率、光束質(zhì)量等性能的影響。計算表明，在大基模體積的動態(tài)穩(wěn)定腔中，即

5、使很微弱的球差效應(yīng)，都會使激光器的基模產(chǎn)生旁瓣，理論分析表明，光束填充因子是動態(tài)穩(wěn)定腔的設(shè)計中的一個重要因素，選擇恰當(dāng)?shù)奶畛湟蜃?，既可以獲得較高的輸出功率，又可以保證輸出光束的光束質(zhì)量。最后，通過實驗結(jié)果驗證了上述理論分析，理論計算和實驗結(jié)果符合的很好。在上述研究的基礎(chǔ)上，論文的第五章分別使用KTP晶體和BBO晶體對紅外光進行了頻率轉(zhuǎn)換的研究，產(chǎn)生了二次諧波的綠光和四次諧波的紫外光。在二倍頻的實驗中，實驗測量了灰跡效應(yīng)產(chǎn)生的閾值和對倍頻

6、后綠光的光束質(zhì)量的影響，表明了實驗中影響灰跡效應(yīng)的主要因素是KTP晶體出射面上的綠光功率密度的大小，通過調(diào)節(jié)晶體與會聚透鏡的距離，成功地消除了灰跡效應(yīng)，在基頻光調(diào)O輸出42W的條件下，獲得了18W的綠光，轉(zhuǎn)換效率為44％。最后使用BBO晶體進行四倍頻，獲得了紫外光功率為1.9W。 最后一章中討論了外腔反饋對半導(dǎo)體激光器輸出光束質(zhì)量的變化，以及外腔反饋對半導(dǎo)體激光器的閾值電流和輸出功率等振蕩性能的影響。首先從理論上分析了外腔反饋對