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近年来,随着太赫兹(THz)技术的快速发展,对THz波辐射源的需求也大大提升。THz波在生物诊疗、天文成像、环境监测和安全防护等众多领域具有重要的科研价值和广阔的应用前景。在电磁波谱中,由于THz波段辐射处于毫米波与红外之间,目前对于此波段的研究相对较少。在微波光子学领域,对超大频差的双波长激光器获得的双波长激光信号进行外差拍频,是获取THz波信号的一种有效方法。本文设计了基于Nd:YVO4/Nd:YLF组合晶体的双波长激光器,研究了双波长激光器的功率均衡机制及采用被动调Q自触发机制产生时间同步双波长激光脉冲,最终分别获得了频差为THz级别的功率均衡双波长激光信号输出以及时间同步激光脉冲输出。具体内容如下:(1)概括性地描述了双频/双波长激光器的研究背景和意义,并针对当前国内外双频/双波长激光器的研究现状进行简单的总结说明。(2)先介绍了双频/双波长激光器的结构组成,接着对组合晶体双波长激光器的运转条件(四能级速率方程)和输出特性进行了分析,最后分析了双频/双波长激光器的功率均衡原理以及调Q脉冲机制。(3)设计了基于Nd:YVO4/Nd:YLF组合晶体的双波长(1047 nm和1064 nm)激光器。理论分析了 Nd:YVO4/Nd:YLF组合晶体双波长激光器的设计原理,并通过实验研究了在固定泵浦条件下双波长激光器的温度输出特性。在实验研究过程中,固定抽运功率为600mW,调节组合晶体热沉温度以1.0℃为间隔逐步增加。当热沉温度从7.0℃增加至22.0℃时,激光器获得了频差范围为4.58 THz～4.63 THz、功率均衡度可调的双波长信号输出。在热沉温度上升的范围内,频差最大值出现在8.0℃时,为4.63 THz;频差最小值出现在21.0℃,为4.58 THz。实验结果表明,频差随温度的变化稳定在4.60 THz附近,当热沉温度处于17.8℃时,获得了功率均衡且频差为4.58 THz的双波长信号输出,输出功率为18.48 mW。(4)基于Nd:YVO4/Nd:YLF组合晶体双波长激光器,通过被动调Q机制产生了时间同步双波长激光脉冲。首先通过对Nd:YVO4/Nd:YLF双波长激光器的被动调Q模型进行数值仿真,得到组合晶体激光脉冲图,可以发现在相同的抽运速率下,1064 nm波长的脉冲宽度比1047nm波长的脉冲宽度大。然后通过具体实验,在连续泵浦的情况下,控制热沉温度为35℃,改变泵浦功率从5.6 W逐步增加到6.6 W,发现双波长脉冲的时间同步特性并未受到影响。实验还发现随着抽运功率的增加,双波长激光脉冲峰值功率不断增加;且当抽运功率为5.66 W、5.92 W、6.18 W 和 6.40 W 时,输出脉冲重复频率分别为 70 kHz、100 kHz、64 kHz 和 61 kHz。