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近红外全固态超快激光器具有效率高、结构紧凑、稳定性好等优点,输出的激光脉冲光束质量好、峰值功率高、脉冲宽度窄,是目前超快激光领域研究的热点之一,在医疗、军事、加工及学术科研领域有着广泛的应用前景。钕钇共掺的氟化钙(Nd,Y:CaF2)晶体是近年来出现的一种可以产生近红外激光的新型无序晶体,凭借其优良的光学、机械及物理特性而受到人们的青睐。首先,Nd,Y:CaF2无序晶体具有较高的热导率,可以生长成大尺寸,且适合用二极管激光器来直接泵浦;其次,Nd,Y:CaF2无序晶体荧光寿命较长、受激发射截面较大,适合作为飞秒激光的放大介质;最后,Nd,Y:CaF2无序晶体的荧光光谱宽度约23.5 nm,理论上可以支持亚百飞秒超短脉冲的产生。总之,Nd,Y:CaF2无序晶体有待成为产生超短飞秒激光脉冲的优良介质之一。基于上述背景,本论文开展了基于新型Nd,Y:CaF2无序晶体全固态超快激光器的实验研究,主要包括以下两方面的内容:1.连续钛宝石激光泵浦Nd,Y:CaF2晶体的实验研究。采用连续钛宝石激光的泵浦方式,利用新型的Nd,Y:CaF2晶体获得了稳定的连续激光输出;选用透过率2.5%的输出镜,在1.1 W的泵浦功率下,获得了210 mW的平均输出功率,对应的斜效率为22%;选用透过率1.6%的输出镜,并利用SESAM作为锁模元件,通过一对SF6棱镜补偿谐振腔内色散,实现了稳定的被动调Q锁模,输出功率100 mW;对实验中未实现连续锁模的原因进行了详细的分析。2.激光二极管泵浦Nd,Y:CaF2晶体的实验研究。采用高功率、高亮度的激光二极管的泵浦方式,利用新型的Nd,Y:CaF2晶体获得了稳定的连续激光输出;选用透过率2.5%的输出镜,在5.2 W的泵浦功率下,获得了410 mW的平均输出功率,对应的斜效率为9.5%;在4.5 W的泵浦功率下,将一个SF6三棱镜插入谐振腔内输出镜一臂实现输出波长调谐,调谐范围从1042 nm-1077 nm;选用透过率0.8%的输出镜,利用SESAM作为锁模元件,通过一对GTI镜补偿谐振腔内色散,实现了稳定的连续锁模,锁模脉冲宽度为264 fs,中心波长为1063 nm,光谱宽度为5.0 nm,重复频率85 MHz,在吸收的泵浦功率为2.5 W时的平均输出功率为180mW;利用SESAM作为锁模元件,通过SF6棱镜对补偿谐振腔内色散,同样实现了稳定的连续锁模,锁模脉冲宽度183 fs,中心波长1065 nm,光谱宽度7.3 nm,平均输出功率100 mW,重复频率88 MHz;将SESAM替换成高反镜,设计谐振腔运转在稳区的边缘,当入射泵浦光功率超过5.2 W时,轻推端镜实现了脉冲宽度为357 fs的克尔透镜锁模运转,中心波长1063 nm,锁模光谱宽度3.4 nm,平均输出功率为210 mW,重复频率为85 MHz。