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近、中红外波段的飞秒激光在工业、军事、医学及科研等领域具有广泛的应用,而固态激光器具有稳定性好,结构紧凑,维护方便等优势,因此近、中红外波段固态飞秒锁模激光的研究成为激光中的热门领域之一。针对这一背景,我们重点研究了近、中红外飞秒锁模激光。Nd,Y:SrF2晶体是一种新型的Nd掺杂的激光材料,它具有量子效率高和荧光发射谱宽的特点,适合用作飞秒激光增益介质。Yb:YAG陶瓷和晶体因具有优异的光学、机械和热学性质而成为应用最为广泛的激光材料之一。Cr:ZnS是目前中红外波段实现亚百飞秒锁模激光的主要晶体,被称为“中红外波段的钛宝石”。因此本文研究了基于以上三种激光材料的飞秒锁模激光,并在本文中作了报道。论文的主要内容与创新体现在以下几个方面:1.进行了钛宝石泵浦的飞秒锁模Nd,Y:SrF2激光的研究。利用796 nm的连续钛宝石激光作为泵浦源,实现了高效运行的飞秒锁模Nd,Y:SrF2激光,其脉冲宽度为332 fs,重复频率为89.8 MHz,在1 W泵浦功率下,获得了395 mW的平均输出功率,对应的光光转换效率为39.5%。实验中通过精确地补偿色散和合理地选取输出镜,实现了97 fs的锁模激光运行,在925 mW泵浦功率下,获得了102 mW的平均输出功率,对应的光光转换效率为11%,这是国际上第一次获得的基于Nd掺杂的激光晶体的亚百飞秒锁模激光。同时,实验中获得了增益调制的啁啾脉冲振荡器,丰富了正色散区的锁模理论。相关结果发表在Applied Physics Express 7092704,CLEO(2014)和ASSL(2014)上。2.进行了LD泵浦的长波长飞秒锁模Yb:YAG激光的研究。Yb:YAG激光的经典辐射波长为1.03μm,本文将比1.03μm波段长的1.05μm波段称为Yb:YAG长波长辐射。理论上,利用最优化长度的概念分析了1.05μm波长Yb:YAG激光的辐射原理。实验上,利用968 nm的LD对Yb:YAG的吸收侧峰进行泵浦,基于Yb:YAG晶体和Yb:YAG陶瓷分别实现了飞秒锁模运行。利用Yb:YAG晶体作为增益介质,实现了中心波长为1054 nm的飞秒锁模激光运行。在入射泵浦功率为6.53W时,获得了1.2 W的平均输出功率,对应的脉冲宽度为417 fs,重复频率为77 MHz。利用Yb:YAG陶瓷作为增益介质,实现了中心波长为1049 nm的飞秒锁模激光运行。在吸收泵浦功率为3.63 W时,获得了1.6 W的平均输出功率,对应的脉冲宽度为743 fs,重复频率为79 MHz。通过在腔型设计和色散补偿上的改进,获得了469 fs的锁模Yb:YAG陶瓷激光。3.进行了中红外飞秒锁模Cr:ZnS激光的研究。率先尝试了利用1.53μm的掺鉺光纤激光作为泵浦源实现了Cr:ZnS的连续激光振荡,获得了138 mW的输出功率,利用双折射滤光片,获得了2.23μm到2.62μm的调谐输出。进一步利用单频1.645μm固态激光作为泵浦源,获得了360 mW的输出功率,初步尝试了KLM锁模激光的研究,并设计了中红外光梳的实验方案。