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室温下运行的大能量、高峰值功率的脉冲激光器被广泛的应用于微创手术、激光微加工、高效地非线性光学转换、激光点火、远距离测量等领域。为了获得室温下高效运行的小型化大能量高峰值功率的脉冲激光器，本文采用Yb∶YAG/Cr∶YAG复合晶体作为工作物质，从理论和实验两个方面对LD泵浦的Yb∶YAG/Cr∶YAG复合晶体被动调Q激光器获得高效高峰值功率进行了系统的研究。 首先本文对文中所用到材料其各方面的特性进行了分析，并对复合结构和准连续泵浦方式在Yb∶YAG/Cr∶YAG被动调Q激光器中的优势做了简单介绍。紧接着又对国内外Yb∶YAG/Cr∶YAG被动调Q激光器的研究现状做了简单的介绍与总结。 其次，在理论计算方面，利用速率方程、热扩散方程和激光横模尺寸对LD泵浦的Yb∶YAG/Cr∶YAG复合晶体被动调Q激光器的激光性能进行了理论计算。第一，利用准连续LD泵浦Yb∶YAG微片激光器的速率方程获得了Yb∶YAG微片激光器光光转换效率与泵浦峰值、泵浦脉宽和温度的关系;同时结合LD端面泵浦Yb∶YAG微片激光器中Yb∶YAG晶体内的瞬态热扩散方程，研究了泵浦重复频率、泵浦脉宽、泵浦峰值功率与Yb∶YAG晶体中的温度变化关系，最终为分析泵浦重复频率、泵浦脉宽、泵浦峰值功率对准连续LD泵浦Yb∶YAG微片激光器的光光转换效率的影响以及进一步分析泵浦重复频率、泵浦脉宽、泵浦峰值功率对准连续LD泵浦Yb∶YAG/Cr∶YAG复合晶体被动调Q激光器的激光性能给出了参考依据。第二，利用考虑空间分布的被动调Q速率方程，研究了激光横模尺寸、泵浦光斑大小、温度、损耗等因素对Yb∶YAG/Cr∶YAG复合晶体被动调Q激光器调Q脉冲特性的影响。利用LD端面泵浦Yb∶YAG/Cr∶YAG复合晶体被动调Q激光器的热扩散方程以及光传输矩阵，分析了Yb∶YAG/Cr∶YAG复合晶体动调Q激光器的热透镜效应并对平平腔结构的激光横模尺寸进行了计算。为LD端面泵浦Yb∶YAG/Cr∶YAG复合晶体被动调Q激光器的优化设计给予了理论指导。 在连续LD泵浦的条件下，对LD泵浦Yb∶YAG/Cr∶YAG复合晶体被动调Q激光器进行了实验研究。采用平凹腔结构，Yb∶YAG/Cr∶YAG复合晶体(Yb∶YAG晶体厚1.2 mm，掺杂浓度10at.％; Cr∶YAG厚0.5 mm，初始透过率90％)作为工作物质，首次在Yb∶YAG/Cr∶YAG复合晶体被动调Q激光器中实现了光光转换效率高达36.2％的激光输出，吸收泵浦功率4.84W时输出最大平均输出功率为1.75 W。除此之外，在该组实验中还对比了Yb∶YAG/Cr∶YAG复合晶体被动调Q激光器和Yb∶YAG/Cr∶YAG分立晶体被动调Q激光器的输出特性，以及不同输出耦合率和不同初始透过率时Yb∶YAG/Cr∶YAG复合晶体被动调Q激光器的输出特性。研究结果表明，Yb∶YAG/Cr∶YAG复合晶体在被动调Q激光器获得高效、高峰值功率方面具有明显的优势。紧接着，为了获得高效运行的小型化高峰值脉冲激光器，采用高亮度单管LD泵浦和复合微片结构首次获得了光光转换效率高达41％的Yb∶YAG/Cr∶YAG复合晶体微片被动调Q激光器的激光输出。同时研究了腔长、初始透过率对Yb∶YAG/Cr∶YAG复合晶体微片被动调Q激光器激光性能的影响，获得了脉宽为0.46ns，脉冲峰值功率高达91kW的脉冲输出。 利用准连续LD作为泵浦源，对Yb∶YAG微片激光器、Yb∶YAG/Cr∶YAG复合晶体被动调Q激光器进行了实验研究。首次系统的研究了准连续泵浦条件（泵浦脉冲宽度、泵浦脉冲重复率和泵浦峰值）对Yb∶YAG微片激光器和Yb∶YAG/Cr4+∶YAG复合晶体被动调Q激光器激光性能的影响。获得了准连续LD泵浦Yb∶YAG/Cr∶YAG复合晶体被动调Q激光器实现高峰值功率、高效激光输出的合适的泵浦参数。最终采用初始透过率为70％的Yb∶YAG/Cr4+∶YAG复合晶体作为工作介质，首次实现了光光转换效率达22％，脉冲峰值功率1.08 MW的激光输出。为基于Yb∶YAG/Cr4+∶YAG复合晶体的被动调Q激光器在激光火花塞和高效非线性光学转换方面的应用奠定了坚实的基础。