激光器自发明以来,因其高相干性、高方向性、高亮度等优点,被广泛应用在通信、工业、医疗、生物等领域。然而,激光高相干性有时也会带来一些不利的影响,例如由于高相干性引起的散斑会造成图像清晰度的下降。因此,研究如何降低光束的相干性是一个重要的研究课题。近年来,研究人员对如何获得相干性可控的部分相干激光开展了许多研究工作。获得可控的部分相干激光的方法主要可以分为以下两类:一种是被动方式,即在激光器输出高相干性激光的基础上,让高相干性激光通过这些各种调制器件,比如,旋转的毛玻璃、抖动的光纤、空间光调制器,对高相干性激光加载随时间快速变化的相位调制,从而降低激光光束的空间相干度,获得部分相干激光;还有一种主动方式,即从激光器直接输出部分相干激光。例如,激光器的谐振腔是4f的简并腔,在这种简并腔中,由于光场存在自再现特点,许多横模都能在这种谐振腔中振荡。因此,输出的激光是许多横模的叠加,即输出了空间相干激光。本学位论文主要研究利用激光器直接输出部分相干光,并有效控制其相干性质。主要研究内容如下:1.研究了1064 nm部分相干调Q激光器。激光器的谐振腔构成4f系统,并在谐振腔内插入孔径可变的滤波器,通过调整谐振腔内空间滤波器的孔径大小可以改变激光的空间相干性。实验发现,空间滤波器的孔径变大之后,光斑也随着增大,脉冲宽度也增大了。讨论了该简并激光器的输出光经过毛玻璃产生的散斑情况。实验结果显示:空间滤波器孔径增大,激光通过毛玻璃所产生的散斑将被抑制,成像越清晰。当增加调Q的重复频率时,相干性降低,也能有效抑制散斑。最后通过输出激光光强分布以及输出激光相干度分布计算了谐振腔内的模式结构,发现当空间滤波器直径最大为7.5 mm时,存在超过256个横模。2.在获得部分相干激光输出的基础上进一步探究了腔外倍频的性质,研究了532 nm部分相干调Q激光器。首先搭建了1064 nm的部分相干激光器,然后将激光器输出的脉冲光通过倍频晶体KTP,获得532nm倍频光。实验结果表明光斑和脉冲宽度随着空间滤波器孔径增大而增大。此外,随着空间滤波器孔径增大,谐振腔内振荡的模式增多,相干度越低,当空间滤波器的孔径为7.5 mm时,总横模数达到400个。在泵浦功率为62.4 W,重复频率为800 Hz时,获得最高倍频转化效率为22.7%。3.研究了输出波长为1053 nm部分相干激光器。所采用的激光工作物质为钕玻璃。实验发现空间滤波器孔径最大8 mm时,光斑最大为7.2 mm,光斑光强分布非常均匀,此时谐振腔内横模最多,约有2916个,并且相干度最小。激光经过600目毛玻璃时,散斑对比度最小为0.04,几乎没有散斑。实验还研究了激光通过毛玻璃产生散斑随着空间滤波器孔径的变化,结果表明,空间滤波器孔径越大,散斑越少,光强分布越均匀。