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重复频率在百kHz到数MHz的高能量的皮秒脉冲激光由于具有合适的脉冲间隔时间以及同时具有高峰值功率和大脉冲能量等特点，在如今的工业加工以及科学研究当中有着非常重要的应用。因此，开展对此参数激光脉冲获取方式的研究，具有重要的研究意义。 本文主要开展了含有多程反射室的被动锁模Nd∶YVO4皮秒脉冲激光器的研究。 首先，研究了多程反射室入射条件、尺寸与产生光学延迟之间的关系。从光线的基本传输矩阵入手，理论上推导了高斯光束在通过前后的总的变换矩阵，并通过分析，得出了其在保证零效应长度（高斯光束通过前后q参数保持不变）时所应满足的条件。 然后，针对锁模激光器，介绍了锁模技术的基本原理以及SESAM(半导体可饱和吸收镜)和Nd∶YVO4晶体的特性参数，理论计算了激光器的输出输出特性，分析了激光器稳定锁模所满足的条件，并且针对该条件，采用Matlab仿真，计算了谐振腔各参数。 其次，实验方面，根据理论计算，搭建了包含多程反射室的SESAM被动锁模Nd∶YVO4的皮秒激光器，总腔长达到38.7 m。测量了其输入输出特性以及脉冲重复频率，并采用刀口扫描法测量了激光的光束质量，以LBO作为二倍频晶体搭建自相关仪测量了激光的脉冲宽度。采用光纤耦合输出的808 nm激光二极管对Nd∶YVO4晶体进行端面抽运，以SESAM作为被动锁模元件，获得了重复频率低至3.9 MHz的皮秒激光脉冲，脉宽为60 ps。在泵浦功率为10W时，平均输出功率为2.6W，对应单脉冲能量0.67μJ，x和y方向的光束质量因子分别为1.01和1.11。