激光二极管泵浦的全固化激光器及其倍频技术是当今激光技术发展的重要方向之一,在激光技术以及科学研究、工业加工、信息科学、国防研究等领域具有重要的应用。在激光倍频系统中,倍频输出效率及其输出稳定性受外界环境影响很大,其中晶体上的温度变化往往是一个关键因素。在高平均功率激光倍频系统中,倍频晶体吸收了部分激光能量,导致晶体上的温度的迅速变化,而相位匹配条件的破坏,将极大地减小倍频转换效率和稳定性。因此,有必须将非线性晶体温度控制在一定范围内。用于换热器贮能领域的相变材料在相变过程中,温度保持不变或者变化范围很小,可作为倍频晶体的一种新型温控方法。本文围绕非线性晶体的温度控制进行了数值模拟和实验研究,内容如下:(1)介绍了LD泵浦的全固态激光器研究概况,以及非线性晶体温度控制研究现状。(2)阐述了激光频率变换的理论,分析了二次谐波产生的机理,相位匹配原理和相位匹配方法,以及常见倍频晶体的特性。(3)阐述了相变贮能理论,分析了传热过程,给出数学模型,介绍了相变材料及其热物性。(4)设计三种模型,利用有限元分析软件对三种模型进行仿真模拟,分三种情况予于讨论:外界水温恒定情况下、外界水温波动情况下以及KTP晶体内部激光热源随时间变化。(5)根据现有条件设计了一套温控系统,并通过实验论证该系统。实验表明,将温度控制在相变材料的相变点,可基本保持KTP晶体温度恒定,与模拟结果基本一致。