高功率激光二极管泵浦固体激光器是近年来国际上发展最快、最有发展潜力的新型激光器之一。具有寿命长、结构紧凑、工作稳定、高效率等优点，目前已成为国际上新型固体激光器的研究和发展热点。这种激光器由于采用了窄光谱的半导体激光器代替了传统的氪灯或氙灯作为泵浦源，大大提高了系统的效率和可靠性，改善了光束质量，被称为激光史上的一次革命。随着大功率半导体激光器技术的不断完善和发展，高功率二极管泵浦固体激光器已经成为国内外学者的研究热点，这些研究主要集中在如何有效地提高激光输出功率和改善激光光束质量方面。Cr4+：YAG晶体是1988年出现的一种新型的近红外宽带可调谐固体激光材料，它的发射谱位于1.3～1.6μm，处于人眼的安全波段和光纤的零色散、零损耗区内，利用Cr4+：YAG作为增益介质，已先后实现了连续、脉冲泵浦下的调Q、被动锁模、自锁模运转。因此Cr4+：YAG晶体在远距离传感、光通信、光谱学、医疗、激光技术等领域有着广泛的应用前景，成为近年来研究的热点。 本论文采用光纤耦合输出的激光二极管做泵浦源，用Nd：YVO4、Nd：YVO4/YVO4键合晶体作激光物质，分别研究了饱和吸收体Cr4+：YAG、GaAs被动调Q激光的脉冲输出特性以及脉宽特性，并运用速率方程对以上调Q激光的运转特性进行了理论分析。论文的主要工作包括： 实现了LD泵浦Nd：YVOgVV04键合晶体、Cr4+：YAG被动调Q1064nm激光运转，测量了不同Cr4+：YAG小信号透过率、不同透过率输出镜以及不同泵浦功率下的单脉冲能量、峰值功率、脉冲宽度和重复频率。 从理论上，考虑腔内光子数密度的横向分布与纵向分布以及激活粒子反转离子束密度，饱和吸收体基态粒子数密度和泵浦的横向空间分布，给出了描述调Q激光运转特性的速率方程新模型，通过数值求解，对实验结果进行了理论拟合。 利用Nd：YVO4/YVO4键合晶体作为激光晶体，以透射式LT-GaAs为锁模器件，对其调Q锁模特性进行实验研究。实现了100％调Q锁模。全面系统记录并分析了演化过程中的各个阶段，获得最大平均输出功率2.2，光光转换效率15.7％的调Q锁模脉冲。 介绍了透射式被动锁模器件LT-InGaAs基本结构，利用Nd：YVO4/YVO4键合晶体作为激光晶体，对其锁模特性进行实验研究。得到理想实验结果：激光器调Q的运转阈值为2W；当泵浦功率为3.1 W时，激光器出现调Q锁模行为：当泵浦功率为5.6 W时，调Q锁模深度达到100％，对应的脉冲包络重复频率为62.5 kHz，半峰全宽为600 ns；增大泵浦功率至6W时，实现稳定的连续锁模激光输出，单脉冲半峰全宽为5.1 ps，脉冲重复频率113MHz。在泵浦功率为12W时，激光器平均输出功率2.29W，光光转换效率为18.1％。利用单端输出SBR被动锁模Nd：YVO4/YVO4激光器，弥补了传统激光器双光束输出的缺点。实验中得到稳定的1064nm连续锁模激光输出，采用透射率为24％的耦合输出镜，在注入功率为26W时，得到8.6W的平均输出功率，光光转换效率为36.9％。 研究了激光二极管(LD)端面高功率偏心泵浦矩形截面激光晶体引起的热效应．提出偏心泵浦矩形截面偏心度(ERS)的定义．通过对周边恒温冷却Nd：YVO4激光晶体泊松热传导方程的求解，得出了偏心度对晶体内部温度场的影响，以及温度梯度场的分布。研究表明，与中心泵相比，偏心泵浦时，激光晶体端面的最高温度随之移动并有所降低，但温度梯度最高值升高，热畸变严重。