短波紫外激光是指波长处于200nm到300nm的紫外激光，其在先进制造、激光医疗、光学高密度存储和国家安全等众多领域有着广泛、重要的应用。全固态激光器(DPL)具有体积紧凑、寿命长、效率高、光束质量好、电驱动无污染等优点，基于DPL的非线性频率变换技术是发展高功率实用化与精密化短波紫外激光源的最有效途径，已成为国内外激光领域研究的热点之一。目前国际上短波紫外DPL主要采用是利用近红外1064nm Nd∶YAG激光经非线性晶体四倍频，获得266nm短波紫外激光输出。然而，由于缺乏综合性能优良的实用化四倍频非线性晶体，严重制约了高功率短波紫外DPL的发展与应用。本文通过对Nd∶YAG晶体的1.1μm波段激光展开一系列理论与实验研究，包括谐振腔设计理论、速率方程理论、声光调Q技术、波长选择技术、低增益谱线行波放大技术等，获得了一种新型高功率、高光束质量、1112nm近红外激光。以此为基频源，创新性地采用综合性能优良的三硼酸铯(CsB3O5，CBO)晶体，将其从高功率三倍频紫外波段拓展到高功率四倍频短波紫外产生，最终获得了十瓦级的高功率短波紫外278nm激光输出。进一步，我们对几种新型紫外非线性光学晶体的短波紫外激光输出性能进行了表征和评估，取得了一系列显著成果，主要包括:　　1.研制成功高峰值功率高光束质量全固态1112nm Nd∶YAG激光主振功率放大(MOPA)系统。(1)建立多波长速率方程组，对1064nm和三条1.1μm谱线的竞争过程进行定量研究并基于设计的实验条件模拟了1112nm种子激光脉冲的形成过程。实验上采用LD侧面泵浦Nd:YAG晶体，获得了25.2W的1112nm激光振荡输出，峰值功率高达60kW，光束质量因子M2为1.46。实验结果与理论模拟符合较好。(2)采用侧面泵浦Nd∶YAG的主振功率放大(MOPA)技术，将1112nm激光振荡器的输出功率提高到了78W，光束质量M2=2.7，为研制高功率短波紫外激光器提供了优质的基频光源。　　2.研制成功十瓦级高功率278nm短波紫外全固态激光器。基于耦合波方程建立了通过CBOⅠ类倍频产生278nm短波紫外激光的理论模型，首次考虑了晶体在紫外波段的双光子吸收(TPA)并分析了TPA在倍频过程中对紫外激光产生的影响。实验上，利用上述1112nm MOPA作为基频泵浦源，基于四倍频产生，获得了最高10.3W的278nm短波紫外激光输出，峰值功率高达36.8kW，均为国际最高水平。利用仿真程序对CBO晶体倍频产生278nm激光过程进行数值模拟，实验数据与理论模拟结果符合较好。　　3.对三种新型紫外非线性光学晶体BABF、KBOC、NSBBF在短波紫外的输出性能进行了表征和评估。首次通过BAGBF和KBOC直接倍频获得了278nm短波紫外激光输出，通过NSBBF直接倍频获得了266nm短波紫外激光输出。由于这些晶体都具有不潮解的优点，因此它们将在推动全固态短波紫外激光的实用化和市场化的道路上发挥重要作用。