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随着半导体激光二极管(LD)的技术不断成熟,LD泵浦的全固化激光器近年来得到飞速发展。高效、可靠、微型的全固化激光器被广泛用于医疗、国防、工业加工以及科学研究等领域。但是,多样化、高质量的全固化激光器仍然是一个重要课题。目前,全固化激光器两个主要领域为:超快激光器的研制和新型固体激光材料的研究。本论文围绕LD泵浦全固化激光器,以新型晶体掺镱(Yb3+)晶体(Yb:LSO、Yb:LYSO)作为激光介质,利用克尔透镜自锁模和被动锁模两种技术,分别获得超短激光脉冲输出。本论文的主要内容与研究成果如下:1.简述了LD泵浦全固化激光器的发展历史及其锁模激光器的发展现状,并简单介绍了基于掺Yb3+激光晶体的锁模激光器特点。2.从锁模的基本原理出发,分析了半导体饱和吸收体(SESAM)被动锁模的工作机理和克尔透镜自锁模原理。3.对Yb:LSO、Yb:LYSO晶体特性做了简单介绍,并分别对它们锁模特性进行实验研究。采用W型谐振腔,Yb: LSO激光晶体的皮秒激光器,获得输出功率为1.6W,锁模脉宽为4.3ps。Yb:LYSO/SESAM被动锁模激光器获得2.13W的输出功率,脉冲宽度为3.9ps。4.为获得飞秒激光脉冲输出,在谐振腔内插入色散棱镜对SF10进行色散补偿。对于Yb: LSO飞秒激光器,获得了最大输出功率为800mW,699fs的锁模脉宽,峰值功率达11.0kW。Yb:LYSO飞秒激光器获得了1.03W功率输出,脉宽压缩到780fs,峰值功率为13.4kW。5.基于Yb:LSO和Yb:LYSO激光晶体,对它们进行了皮秒自锁模实验研究。获得8.7ps锁模脉宽,2.98W输出功率的Yb:LSO自锁模激光脉冲输出,中心波长为1058nm,锁模脉冲半高宽为1.6nm。对于Yb:LYSO自锁模激光器,获得最大输出功率3.08W,脉宽为7.8ps。