Nd掺杂的新型无序晶体具有优良的光学性质和热学机械性质,近年来受到了人们的广泛关注。与普通的Nd掺杂单晶激光介质相比,无序结构导致晶体具有更大的非均匀加宽,增大了该类晶体的吸收光谱和发射光谱范围,因此在超短脉冲激光产生中具有极大的吸引力。以CaF₂为基底的Nd,Y:CaF₂无序晶体具有较高的损伤阈值以及较好的热导率,并且很容易生长成大尺寸,因此是一种能够产生高功率和超短脉冲的优良增益介质。新型无序晶体Nd,La:CaF₂和Nd,Sc:CaF₂与Nd,Y:CaF₂具有类似的光学、机械以及热力学等特性,具有较长的荧光寿命,较大的受激发射截面以及可用半导体二极管激光器直接泵浦等优点。本论文主要研究半导体二极管泵浦的Nd,Y:CaF₂无序晶体的被动锁模激光器以及新型无序晶体Nd,La:CaF₂和Nd,Sc:CaF₂连续激光性质的研究;其次与合作单位联合设计了一个研究聚合物薄膜孔均匀性的测量系统并测量了不同参数聚合物薄膜的均匀性。具体内容如下:（1）进行了二极管泵浦Nd,Y:CaF₂的被动锁模实验研究。以掺杂浓度为0.5%Nd,10%Y:CaF₂的增益介质在3.5 W的激光泵浦下,利用0.8%输出耦合镜获得了340 mW的连续激光输出,对应的光光转换效率为9.7%,输出的激光中心波长在1063 nm处。通过SESAM被动锁模,在3.5 W的LD激光泵浦下输出连续锁模平均功率为150 mW,重复频率为92 MHz,测量此时的光谱宽度为6.5 nm。实验结果表明Nd,Y:CaF₂无序晶体是一种优良的超快激光材料,有望获得高功率及大能量的脉冲激光运转。（2）开展了790 nm激光二极管泵浦Nd,La:CaF₂和Nd,Sc:CaF₂晶体激光性质的研究。实验详细比较了掺杂不同浓度La³⁺和Sc³⁺的Nd:CaF₂晶体的吸收性质和输出激光特性。在5 W的泵浦功率下,利用0.5 at.%Nd³⁺,5 at.%La³⁺:CaF₂和0.5 at.%Nd³⁺,3at.%Sc³⁺:CaF₂分别获得了1.1 W和0.64 W的连续激光输出,斜效率分别为23%和12.8%,阈值泵浦功率仅为10 mW。实验表明,新型Nd,La共掺和Nd,Sc共掺的CaF₂晶体是一种可用于二极管泵浦且可获得高功率高效率激光输出的激光介质。相关研究已被光子学报（EI）接收。（3）自主设计一个测量聚合物薄膜孔均匀性的测试系统。具有不同孔径尺寸和密度的PET/PC薄膜在航天、化学等领域具有重要的应用价值,而精确测量不同尺寸和孔密度薄膜的均匀性是首要基础。本文利用激光照射聚合物薄膜,测量不同位置透过激光的功率,从而可以定量判断薄膜样品的均匀性,测量结果与理论符合很好。通过参考实际理论可知,测量的结果较符合实际理论情况,本实验方案可作为后期检验薄膜孔均匀性的一种标准方法,合作单位已申请发明专利。