高峰值功率、窄脉宽调Q固体激光器,由于与物质相互作用过程中产生的热影响区域小,使得加工损伤少、精度高;同时,相对于飞秒和皮秒激光,具有加工效率高、速度快、成本较低的优势。因此,脉宽1纳秒或亚纳秒的激光,在激光微加工制造、非线性光学、光电对抗、激光三维扫描、DNA分析等领域具有广阔的应用前景。纳秒量级的高峰值功率激光,一般采用调Q方式产生。采用主动调制的电光调Q方式,可获得脉宽相对更窄、主动可控的脉冲激光输出。本文介绍了一种新颖的短腔电光调Q窄脉宽固体激光器,分析了主动调Q结构中影响脉宽的主要因素,确定并优化了实现窄脉宽激光输出所需的增益介质和腔结构。本研究通过①采用光纤耦合、偏振输出,提高泵浦效率;②钒酸钇晶体沿a轴切割,平行于c轴的π偏振光振荡,实现偏振振荡输出;③通过优化调Q器件消光比、泵浦光与振荡偏振、光束模式匹配及延时参数,提高了增益、并有效降低了腔内损耗。经过理论分析和实验优化确定了实现1纳秒脉宽激光所需的谐振腔长度、输出镜透过率、最佳泵浦位置、触发延时等参数。采用准连续半导体端面泵浦沿a轴布儒斯特角切割,掺杂浓度1.0 at.%的Nd:YVO₄晶体,直接获得偏振光振荡,省去了传统电光调Q结构中的起偏器。采用DKDP晶体进行退压式电光调Q,谐振腔物理长度L=20mm,输出镜透过率T=70%。在重复频率f=10Hz,泵浦脉宽t=130μs,触发延时180μs,注入能量5.33mJ时,得到了脉宽1.049ns,单脉冲能量0.32mJ,峰值功率约0.3MW,脉冲稳定性小于3%,光束质量M2为1.9的1064nm激光输出。