连续Nd:YAG绿光激光器和锁模Nd:YAG绿光激光器广泛应用于生产,科研,通讯,医疗,军事,娱乐等不同领域。本文全面阐述了Nd:YAG绿光激光系统的理论。包括Nd:YAG激光晶体的特性;光泵浦系统的工作原理及热效应;光学谐振腔的热稳定性;光学二次谐波产生的半经典理论;腔内倍频理论;倍频晶体KTP的特性;激光主动锁模理论;锁模脉冲的二次谐波产生理论等。在详细的理论分析的基础上,我们研制了一台连续氪弧光灯泵浦的主动锁模腔内倍频Nd:YAG激光器。采用全腔水冷却的方式有效降低了灯泵浦激光系统热效应对激光工作状态的不利影响。采用平行平面镜腔,在热稳定腔分析的基础上,计算得出了平平腔的稳定区,合理地选择了激光晶体和倍频晶体在腔内的位置。在锁模激光倍频的实验中,考虑了锁模和二次谐波产生的相互制约因素,指出锁模脉冲光谱展宽带来的群速度失配可能是抑制谐波转换效率提高的主要因素。最终,我们得到连续波倍频绿光功率4.8W,电一光转换效率0.2%,锁模后倍频绿光平均功率6W。 本文提出了进一步提高倍频效率的可行性方案:在腔内增加反射镜改单程倍频为双程倍频;在腔内增加偏振片实现偏振匹配;采用非稳腔以减少相位失配等。