进入二十一世纪以来,激光对人类生活的影响愈发重要,由于激光产业规模的扩大,各种类型的激光器也进入了人们的视线之中。其中激光二极管泵浦的Nd:YAG全固态激光器因其体积小、效率高、寿命长、重量轻、光束质量好等优点,被广泛应用于激光加工、激光制导、激光医疗、远距测量等各大领域。由于激光器发出的激光呈现高斯分布,所以存在光强分布不均匀的情况,而高斯耦合输出镜又具有成本低,抗损伤阈值高,能够改善光束质量等优点。综合上述几点,本文主要对多波长脉冲侧面泵浦的Nd:YAG激光器的输出特性进行了研究,利用多波长LD阵列泵浦源散热压力小、谱线宽的优点,结合高斯耦合输出镜,实现了激光器稳定调Q和较好光束质量的能量输出。首先进行增益介质的选择,对Nd:YAG、Nd:YVO4、Nd:Gd VO4等激光晶体的物理特性及光学特性进行对比,分析了Nd:YAG晶体的优势,最终选择Nd:YAG晶体作为激光增益介质,并且从理论上分析了该晶体的能级结构。推导了Nd:YAG晶体四能级速率方程,建立了调Q的速率方程,并对调Q速率方程进行求解。根据热传导公式,对Nd:YAG晶体进行热模拟,采用COMSOL软件模拟了侧面泵浦Nd:YAG晶体的热量分布情况。然后,简析了谐振腔的结构理论与电光调Q晶体对实验所用的激光器进行腔型与晶体的选择。研究了多波长LD阵列侧面脉冲泵浦Nd:YAG激光器的输出特性。为了拓宽激光器的工作温度范围,采用多波长LD阵列侧面泵浦Nd:YAG晶体的方式。使用4-λ激光二极管作为泵浦源,测试了其在25、30、35、40、45、50、55℃下的发射波长,并分析了Nd:YAG晶体的吸收效率。利用钨铜热沉的高导热特性对泵浦源进行散热,使用COMSOL软件模拟了在35、45、55℃温度下激光器的受热情况。并且利用高斯耦合输出镜沿径向渐变的反射率分布减少了光学谐振腔的边缘衍射效应,一定程度上消除了输出光束近场的衍射纹波的特点,进行了电光调Q实验。最后,在泵浦电流150A,泵浦电脉宽250μs,重复频率20Hz、1Hz条件下,实现了最大单脉冲能量为176m J、183.5m J,脉冲宽度为7.7ns、8.0ns的激光输出,电-光转换效率分别为6.2%和5.9%,所得光束发散角为3.18mrad。实验结果表明:使用高斯耦合输出镜可获得较为理想的光束质量,利用多波长LD阵列泵浦Nd:YAG可实现较宽温度范围内的激光器无温控工作,并有助于减轻激光器重量,减少其体积与能耗,以达到小型化的要求,拓宽了应用场景。