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半导体泵浦碱金属蒸汽激光器（DPAL）具有很高的量子效率，同时兼具了固体激光器结构紧凑、效率高以及气体激光器光束质量好、热管理方便等优点，已经成为最具潜力的高能激光方案之一。但在DPAL的发展过程中始终面临半导体激光器线宽与碱金属原子吸收线宽不匹配，高温下烃类缓冲气体与碱金属原子发生化学反应等困难。针对这些困难，科学家提出了一种新型的碱金属激光器―光泵碱金属-稀有气体准分子激光器（XPAL），它利用碱金属与惰性气体形成的准分子作为激光介质，对碱金属D2线附近的伴峰进行泵浦，该方案具有与半导体泵浦源吻合的吸收线宽，也无需烃类气体，有可能克服DPAL的困难。自XPAL诞生之日起，受泵浦源的限制，一直未能演示连续波运转特性；另一方面，从脉冲替代泵浦的文献看XPAL具有很高的阈值。研究清楚这些问题对于碱金属蒸汽激光器的道路选择至关重要。鉴于此，论文开展了如下工作：一、通过简化四能级结构XPAL运转模型，建立了以Rb-Ar准分子为增益介质的四能级XPAL连续运转的含时速率方程模型。仿真结果表明XPAL可以实现连续运转，但需要很高的泵浦阈值，介质吸收效率低是导致高阈值的主要原因。指出了提高介质温度和长度可以提高吸收效率但同时增加泵浦阈值的矛盾；而增加泵浦宽度不能提高吸收效率。对比了泵浦中心漂移对DPAL和XPAL的影响。二、通过测量Rb、Ar混合气体透过率确定了Rb-Ar准分子吸收伴峰的中心波长，实验证实了碱金属-稀有气体准分子的广泛存在；利用自主搭建OPO泵浦该波长观测到了Rb原子D2线荧光辐射，证实了利用该方案实现粒子数反转的可行性。搭建了四能级Rb-Ar XPAL系统，利用15ns可调谐OPO，实现了国内该领域首次激光输出——780nm Rb D2线激光输出，测量了激光脉冲波形以及脉冲能量随温度的变化。验证了XPAL高阈值弱吸收的特点。三、针对XPAL的问题提出了倒置非稳腔泵浦结构，预期可以部分改善XPAL所面临的泵浦阈值高，吸收效率低问题。