Cr⁴⁺∶YAG作为增益介质,其发射谱处于1.3-1.6μm这一独特的调谐波段,处于人眼安全波段和光纤的低损耗、低色散区,因而可以广泛用于激光雷达、自由空间和光纤通讯等领域,从而引起了人们广泛的重视。本文对Cr⁴⁺∶YAG激光器进行了研究,主要内容概括如下: 1.首先回顾了可调谐激光器,掺TM离子激光器的历史;对Cr⁴⁺∶YAG晶体的主要应用、Cr⁴⁺∶YAG激光器的发展以及国内外的研究进展做了介绍; 2.以空间相关的四能级速率方程理论为基础,对LD端面泵浦的固体激光器输出特性进行了理论分析:从泵浦光的聚焦位置、光束发散角,泵浦光、振荡光光斑大小和输出耦合率等方面对腔模匹配进行了讨论和数值模拟,为实验研究提供了理论依据; 3.在LD端面泵浦下,对激光工作物质内温度分布进行了分析、总结了常用的测量热焦距的方法以及热效应的补偿措施; 4.根据传输矩阵理论,分析了连续运转时三镜折叠腔和四镜折叠腔的稳区、腔参数的选择和谐振腔内高斯光束模参数的计算; 5.实现了全固态Cr⁴⁺∶YAG可调谐激光器的连续及调谐运转,实现1460-1560nm波段的调谐输出,阈值为1.5w,连续光最大输出功率为243mw,斜效率为6%。