第二閾値条件理論の指導の下、LD端面励起された凹-平面共振器を構築し、増幅媒質として1%（at.）c軸切りNd∶YVO₄、および初期透過率95.09%のCr⁴⁺∶YAG飽和吸収体（SA）を用いた。システムは出力鏡透過率、共振器長、コリメートレンズと集光レンズの焦点距離比、集光レンズの軸方向位置などの主要パラメータを最適化した。実験結果は、共振器の増幅損失バランスが主に出力結合透過率と共振器長によって決まることを示した。共振器長の増加は繰り返し周波数を低下させ、パルス幅を広げる。焦点距離の短縮は繰り返し周波数を向上させるが、平均出力はわずかに低下した。焦点位置には単峰の最適点が存在する。T_OC=14.2％、共振器長12 mm、f₁∶f₂=10∶6.43、集光位置を精密に調整した条件下で、ポンプ出力1.9 Wにて平均出力501 mW、繰り返し周波数217 kHz、パルス幅14.4 ns、時間領域ジッタ≤700 nsの安定した受動Qスイッチ出力を得た。結論として、第二閾値条件はNd∶YVO₄/Cr⁴⁺∶YAG受動Qスイッチレーザーの明確な設計および調整経路を提供し、出力結合、共振器の幾何学、モードサイズおよび位置を調整することでSAの迅速なブリーチングを確保しつつ効率的なエネルギー抽出を可能にし、高繰り返し周波数、狭パルス幅および低ジッタの安定出力を実現する。c軸切りNd∶YVO₄は刺激放出断面積が小さく各方向等方性であるため、第二閾値条件を満たしやすく高繰り返し周波数動作をサポートする。関連結果は精密加工、レーザー測距および非線形周波数変換などの応用に基礎を提供する。

第二閾値条件;c軸切りNd∶YVO₄;受動Qスイッチ;高繰り返し周波数