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双频激光器在光传感和光外差干涉测量等领域发挥着极其重要的作用,极大地促进了工业生产和科技进步。目前使用的双频激光器主要以He-Ne气体激光器为主,其中包括基于纵向塞曼效应的632.8nm双频He-Ne激光器、基于双折射效应的632.8nm双频He-Ne激光器和632.8nm双纵模He-Ne激光器,由于受Ne原子增益线宽的限制,这些双频He-Ne激光器的频差普遍比较小,其最大频差小于1.2GHz,极大地限制了双频激光器的应用范围。而在绝对距离干涉测量等应用中,需要采用频差达几GHz、几十GHz以上的大频差双频激光器作为光源,因此,研究大频差双频激光产生技术十分必要。本论文在分析耦合腔选模原理的基础上,采用激光纵模分裂技术,设计了激光二极管(LD)端面泵浦双频Nd:YAG激光器研究方案,并从实验上验证了研究方案的可行性。论文主要内容包括以下几方面：首先,简述了双频激光器的应用、研究现状和发展趋势,并简要介绍了LD泵浦固体激光器的工作原理、系统组成及关键技术,分析了LD泵浦固体激光器的基本特性。其次,介绍了几种常用选模方法,重点分析了耦合腔选模原理以及耦合腔激光器的谐振条件,即激光器腔长满足自洽方程,同时使得阈值取得最小值；用MATLAB对其选模特性进行了仿真,仿真结果表明,耦合腔可以实现激光纵模选择,并且选出的振荡模谱的纵模间隔与内腔模谱的纵模间隔相等。第三,设计了基于耦合腔选模原理的单频Nd:YAG激光系统,并对其选模特性和波长调谐特性进行了实验研究,研究结果表明,当腔长满足耦合腔激光器的谐振条件时,激光器可以实现单纵模振荡输出。最后,在分析激光纵模分裂原理及技术的基础上,设计了基于耦合腔选模原理的固定频差和频差可调谐双折射双频Nd:YAG激光器研究方案,并进行了可行性分析。建立了LD端面泵浦耦合腔选模1064nm双折射双频Nd:YAG激光实验系统,并开展了固定频差双频Nd:YAG激光振荡特性实验研究。研究结果表明：当Nd:YAG激光腔长为39mm并且腔内只包含厚度为3mm方解石晶片时,实验获得频差约为937MHz的1064nm正交线偏振双频激光输出。与双频He-Ne激光器相比,本论文提出的耦合腔选模双折射双频Nd:YAG激光器具有频差大、结构简单、体积小等优点,是一种具有广阔应用前景的全固态双频激光器。