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本论文主要集中于几种不同波段近红外飞秒激光器的研究工作。内容主要包括中心波长为1093 nm的飞秒Yb3+:GYSO激光的产生研究；中心波长为1053 nm的飞秒Yb3+:YAG激光产生的理论模拟及实验研究；1.3μm波段飞秒Cr4+:MgSiO4激光研究以及1.5μm波段飞秒Cr4+:YAG激光器研究。本论文的主要内容及取得的创新成果包括以下几个方面：
1.在国际上首次实现了Yb:GYSO激光的飞秒运转。采用掺杂浓度为5％，通光长度3 mm的Yb:GYSO激光晶体，在2W泵浦功率下，得到了输出功率为300 mW的飞秒Yb:GYSO激光脉冲，脉冲中心波长为1093 nm，脉宽为210 fs。该项工作首次在实验上证实了Yb:GYSO激光介质是一种能够用于高功率、高效率的飞秒激光产生的优质超快激光介质。
2.对Yb:YAG激光的输出波长进行了系统的理论分析，在数值模型的基础上，提出了一种全新的抑制1.03μm振荡，实现高效1.05pmYb:YAG激光输出的技术。并且利用此技术，首次实现了中心波长为1053nm的飞秒Yb:YAG激光。飞秒脉冲脉宽为170fs，光谱半高宽为7 nm。该超快光源可望在工作波长同为1053 nm的高脉冲能量钕玻璃激光装置中得到重要应用。
3.通过啁啾镜精确补偿腔内色散，研制成功平均功率202 mW、脉宽29fs、中心波长1285 nm的Cr4+:MgSiO4激光器。并通过充分控制腔内损耗，获得了760 mW、46 fs的飞秒Cr4+:Mg2SiO4脉冲，泵浦激光斜效率达12.3％。这是国际上输出功率最高的飞秒Cr4+:MgSiO4激光器之一，泵浦激光斜效率则是目前的最好结果。
4.搭建了一台结构简单、紧凑的自启动锁模的飞秒Cr:YAG激光器。该飞秒激光中心波长位于1508 nm，光谱半高全宽达45 nm，脉冲宽度为65 fs。这是目前国内首台采用无三棱镜结构补偿色散的飞秒Cr:YAG激光器，并且脉宽以及输出光谱等重要参数都优于以前的报道。
5.在国内首次实现了连续锁模皮秒Yb:LSO激光运转。