全固态激光器已在众多不同领域获得了广泛应用。作为全固态激光器的核心，性能各异的激光晶体一直是激光技术中最为活跃的研究领域之一。在目前已有的激光晶体中，掺镱稀土钙氧硼酸盐晶体Yb∶ReCa4O(BO3)3(Yb∶ReCOB，Re=Y,Gd)因其极低的对称性而呈现出独特的光谱学性质。因此，系统研究这类晶体的基本激光性质，对于发展新型全固态激光器具有重要意义。本论文工作中，我们利用简单的平凹谐振腔，以高亮度光纤耦合半导体激光器作为泵浦源，对不同Yb离子浓度、不同切向、不同长度的掺镱稀土钙氧硼酸盐晶体的连续波和调Q脉冲激光特性做了较为全面、系统的实验研究。　　利用976 nm半导体激光器作为泵浦源，对不同浓度Yb∶YCOB晶体连续波激光特性做了研究。实验结果表明:Yb离子浓度为20 at.％的晶体所产生的连续波激光运转效率最高。对Yb掺杂浓度为15 at.％， X，Y，Z三种切向的晶体在相同的谐振腔条件下的连续波激光特性做了比较研究，实验结果指出:X切向和Y切向晶体的激光运转效率相近，Z切向晶体的激光效率偏低。在入射泵浦功率为22.4 W时，利用Y切向晶体获得了13 W的高功率稳定连续波激光输出。这是掺镱稀土钙氧硼酸盐晶体在端面泵浦条件下首次产生超过10 W的连续波激光功率。根据ABCD矩阵，研究了考虑热透镜效应后谐振腔的模参数。结果表明，当热透镜焦距和平凹腔输出耦合镜曲率半径相近时，晶体的模参数会发生较大改变。　　利用Cr4+∶YAG作为可饱和吸收体，系统地研究了Yb∶YCOB和Yb∶GdCOB晶体的被动调Q激光特性，包括可饱和吸收体的初始透过率，输出耦合镜透过率，谐振腔长度和可饱和吸收体内的激光模尺寸对脉冲能量和脉冲宽度的影响。在相同的谐振腔条件下，Y切向Yb∶GdCOB晶体，在初始透过率T0=97.5％时，获得了脉冲能量为250μJ的激光输出，脉冲宽度为22.5 ns;掺杂浓度为20 at.％，X切向Yb∶YCOB，在T0=93.7％时，获得的单脉冲能量为476μJ，脉冲宽度为9.4 ns，对应的峰值功率为50.6 kW。利用准三能级被动调Q速率方程，对被动调Q激光脉冲参数做了理论计算，所得计算结果与实验测量基本相符。　　利用平凹谐振腔，实现了Yb∶YCOB晶体重复频率(PRF)为1-30 kHz的声光调Q激光运转。PRF=1 kHz时，最大单脉冲能量为2.5 mJ，脉冲宽度为17ns，相应的峰值功率为147 kW;在PRF=30 kHz的高重复频率下，最高平均功率3.13 W，相应的脉冲宽度为91 ns。重复频率低时可以获得高的脉冲能量。然而，当重复频率太低时容易出现多脉冲。通过减小声光介质内模尺寸，可以抑制多脉冲现象的产生。