波长在550～600 nm范围的黄光激光在生物标记、眼科治疗、天文探测、可视化显示等方面具有特殊的用途,受到科研人员的广泛关注。在全固态激光器方面,基于非线性效应产生黄光的途径主要有两种:一方面,可以通过将掺Nd³⁺激光晶体产生的1.06μm波段和1.3μm波段激光进行和频获得,但是和频激光器往往体积较大、结构复杂。另一方面,可通过倍频1.1～1.2μm波段近红外激光产生,然而目前常用的激光晶体材料难以直接产生高效运转的1.1～1.2μm激光。基于三阶非线性效应的受激拉曼散射则可以将成熟的1.0～1.1μm波段激光变换到1.1～1.2μm,再通过倍频产生高效的黄光激光。受激拉曼散射无需相位匹配,且具有输出脉宽窄、能量高、净化光束等优点。在具有拉曼活性的材料中掺杂稀土元素,不仅可以产生增益激光,同时也可进行拉曼频移,这种自拉曼晶体的出现使得拉曼倍频黄光激光器的结构更加紧凑、设计更加简化。本论文分别开展了基于Nd:YVO₄晶体的被动调Q自拉曼激光及其倍频黄光激光的研究。取得的成果如下:1.针对自拉曼晶体热效应问题,采用低量子亏损泵浦与双端键合晶体相结合进行有效热管理。实验以c切YVO₄/Nd:YVO₄/YVO₄作为自拉曼晶体组合,Cr:YAG键合晶体作为可饱和吸收体,在880 nm LD泵浦下的量子亏损比808 nm LD泵浦下减少了29.2%,其热透镜焦距比808 nm LD泵浦Nd:YVO₄晶体的情况下增大了3.6倍,从而验证了该热管理技术能够有效缓解自拉曼晶体热效应,有利于提高输出功率与效率。2.实验采用凹平腔结构,获得了被动调Q基频激光与拉曼激光输出。（1）当吸收泵浦功率为27.5 W时,1066 nm基频激光的最大输出功率达9.0 W,斜效率为43.6%,泵浦光-基频光转换效率为32.8%。（2）在吸收泵浦功率为20.6 W时,获得了最高输出功率为2.53 W的1178 nm拉曼激光输出,对应的泵浦光-拉曼光转换效率为12.3%,脉冲重复频率、脉冲宽度、单脉冲能量和峰值功率分别为39.1 k Hz、20.4 ns、64.7μJ和3.2 k W。此为目前被动调Q自拉曼激光器的最高输出功率。3.利用Ⅰ类温度匹配LBO晶体对一阶斯托克斯激光倍频,实现了被动调Q 589 nm黄光激光输出。当吸收泵浦功率为17.5 W时,最大输出功率为0.66 W,泵浦光-黄光转换效率为3.8%,斜效率为8.1%,脉冲宽度和重复频率分别为2.8 ns和16 KHz,对应的单脉冲能量和峰值功率为41.3μJ和14.7 k W,光束质量因子M²<1.5。此为目前通过腔内倍频自拉曼激光产生的被动调Q黄光激光中最高输出功率与峰值功率。