Unter der Leitung der Theorie der zweiten Schwellenbedingung wurde eine LD-gepumpte konkav-flache Resonatorkavität aufgebaut, bei der 1% (at.) c-geschnittener Nd∶YVO₄ als Verstärkermedium und Cr⁴⁺∶YAG mit einer Anfangsdurchlässigkeit von 95,09% als sättigender Absorber (SA) verwendet wurden. Das System optimiert Schlüsselparameter wie die Transmissionsrate des Ausgangsspiegels, die Resonatorlänge, das Verhältnis der Brennweiten von Kollimations- zu Fokussierlinsen und die axiale Position der Fokussierlinse. Experimentelle Ergebnisse zeigen, dass das Gewinn-Verlust-Gleichgewicht im Resonator hauptsächlich durch die Kopplungstransmission und die Resonatorlänge gemeinsam bestimmt wird. Die Verlängerung der Resonatorlänge senkt die Wiederholungsfrequenz und verbreitert die Pulsdauer, die Verkürzung der Brennweite kann die Wiederholungsfrequenz erhöhen, aber die mittlere Leistung leicht verringern, und die Fokusposition weist ein einfaches Maximum auf. Bei Bedingungen von Tₒ꜀=14,2%, Resonatorlänge 12 mm, f₁:f₂=10:6,43 und Feineinstellung der Fokusposition wurde bei einer Pumpleistung von 1,9 W eine mittlere Leistung von 501 mW, eine Wiederholungsfrequenz von 217 kHz, eine Pulsbreite von 14,4 ns und ein Zeitrausch ≤700 ns eines stabilen passiven Q-Schaltbetriebs erzielt. Die Schlussfolgerung zeigt, dass die zweite Schwellenbedingung einen klaren Entwurfs- und Einstellungsweg für Nd∶YVO₄/Cr⁴⁺∶YAG passive Q-Schaltlaser bietet, indem durch die Abstimmung von Ausgangskopplung, Resonatorgeometrie und Modenfeldgröße und -position die Energie effizient extrahiert werden kann und gleichzeitig eine schnelle Entfärbung des SA sichergestellt wird, was einen stabilen Ausgang mit hoher Wiederholungsfrequenz, schmaler Pulsbreite und geringem Jitter ermöglicht. Der c-geschnittene Nd∶YVO₄ erfüllt aufgrund seiner kleineren angeregten Emissionsquerschnittsfläche und Isotropie leichter die zweite Schwellenbedingung und unterstützt den Betrieb mit hoher Wiederholfrequenz. Die relevanten Ergebnisse können als Referenz für Anwendungen in der Präzisionsbearbeitung, Laserentfernungsmessung und nichtlinearer Frequenzumwandlung dienen.

zweite Schwellenbedingung;c-geschnittener Nd∶YVO₄;passives Q-Schalten;hohe Wiederholungsfrequenz