大口径（目前直径(O)10mm及以上）的侧泵结构是高功率、大能量、高光束质量激光系统的关键放大器件，其工作物质抽运分布的均匀性将直接影响激光放大器输出的光束质量和功率，意义尤为重要。本论文基于光线追迹方法，开展了高储能激光二极管阵列径向抽运直径(O)15mmNd∶YAG均匀放大技术的研究工作，设计了适用于大口径半导体抽运的激光放大器的均匀放大方案，并进行了实验研究。　　论文对激光介质抽运能量分布均匀性进行模拟计算，分析了激光二极管阵列与工作物质的距离、工作物质的吸收系数以及抽运光的中心波长等主要参数对抽运均匀性的影响;分析了雷诺数、换热系数、水流速、水流量等对水流管热特性的影响，为放大器的结构参数设计和实验提供了理论支持;设计了高均匀抽运的十五维环形平行抽运方案和考虑工程可实施性的七维垂直抽运方案。　　对于十五维环形抽运方案，通过3个环型叠阵，共9.3kW的峰值功率抽运，获得了效率30.9％、工作物质全口径范围内抽运能量分布均方根值为0.31的较均匀分布结果。　　对于七维垂直抽运方案，研究了抽运距离对抽运均匀性的影响规律，提出了通过调整抽运距离来补偿抽运不均匀性的技术方案。并通过实验测试得到了激光二极管阵列到晶体棒中心距离为47 mm时，抽运能量分布较为均匀的结论。通过7个叠阵，总共28kW的峰值功率抽运，获得了3.45J的短腔高能量输出。　　论文所研究的技术方案指导了直径(O)15mm Nd∶YAG径向抽运激光放大器的关键参数优化，使激光放大器能够在高功率抽运条件下实现高均匀抽运。由此改善了激光放大器的增益特性，为实现高效率、高光束质量的激光放大提供了保障。