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蓝紫激光光源在激光光谱学、原子物理、激光医疗、环境监测、激光显示及激光水下通信与探测等一系列基础研究、高科技产品开发和国防工程中有着非常重要的应用。通过倍频LD泵浦掺Nd3+准三能级固体激光器(diode-pumped solid-state laser,DPSSL,0.9μm)是目前产生蓝紫激光常用的技术方案。与之相比,近年来受到广泛关注和研究的LD泵浦碱金属蒸汽激光器(diode-pumped alkali vapor laser,DPAL)具有量子效率高、受激吸收/辐射截面大、折射率扰动小、输出线宽窄等优点,具有研制效率更高的蓝紫激光光源的潜力。鉴于此,本文从理论和实验方面对基于LD泵浦的铯蒸汽激光(Cs-DPAL)倍频蓝紫激光技术开展了以下研究：1、简要地介绍了Cs-DPAL的关键技术,包括：Cs蒸汽原子吸收线宽和泵浦源线宽之间的匹配技术、Cs原子精细结构之间的碰撞弛豫以及半导体激光的泵浦技术。采用速率方程理论,对Cs蒸汽池的温度、泵浦光的线宽、缓冲气体的压强和输出镜反射率,对Cs-DPAL输出功率的影响进行了计算和分析。搭建了两台Cs-DPAL,在连续工作方式下当泵浦功率为10W时,可分别输出功率0.55W和1.44W；在脉冲工作方式下当泵浦功率为16W时,可分别输出功率0.692W和2.6W,并对两台Cs-DPAL的光束质量进行了测量,分别为Mx2=1.02,My2=1.13和Mx2=2.13,My2=2.66。2、采用远场条件下的高斯光束倍频理论,对Cs-DPAL可实现相位匹配的常用的倍频晶体,LBO、BBO、BIBO以及ppKTP晶体,通过Ⅰ类相位匹配的方式腔外倍频Cs-DPAL时,聚焦参数和倍频晶体温度对倍频效率的影响进行了计算。此外对上述除ppKTP之外的其它三种晶体,通过Ⅱ类相位匹配方式倍频Cs-DPAL时,Cs激光在倍频晶体内的光束半径和束腰位置,对倍频效率的影响进行了分析。采用搭建的两台Cs-DPAL进行腔外倍频实验。对于光束质量因子分别为Mx2=1.02,My2=1.13和Mx2=2.13,My2=2.66的Cs-DPAL,在脉冲工作方式下,分别可实现蓝紫激光输出功率9.5μW和11.2μW,并就光束质量对倍频效率的影响进行了讨论和分析。3、基于速率方程理论,建立了描述腔内倍频Cs-DPAL的两种算法,对倍频光功率、倍频晶体最优长度和腔内倍频准二能级极限的Cs-DPAL进行了计算和分析。采用LBO晶体进行了腔内倍频Cs-DPAL实验,对于连续和脉冲工作方式,当LD泵浦光功率为16W时,倍频光功率分别为0.22mW和0.36mW,通过高斯拟合可知,倍频光功率随晶体温度变化曲线的半高全宽约4.1℃。4、采用分步傅里叶法(Split-Step method),对LBO、BBO和BIBO晶体,通过Ⅰ类相位匹配方式倍频Cs-DPAL时,Cs激光和倍频光在晶体内的光强分布、倍频效率、倍频光的光束质量因子进行了仿真和计算。也对LBO晶体通过Ⅱ类相位匹配方式倍频Cs-DPAL进行了类似的计算。对不同功率和不同束腰半径的Cs激光,入射LBO晶体时产生的温度分布进行了计算。较为详细地讨论了晶体内的温度分布对倍频过程,包括对倍频效率、倍频光光束质量以及倍频光光强分布的影响。