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高重频大能量激光在激光诊断领域有着迫切需求，而常规激光器受平均功率的限制，激光输出高重频和大能量不能兼得，而脉冲串激光能够在一定程度上解决这一矛盾。因此，本文开展了高重频大能量脉冲串激光器的研究，包括脉冲串激光获得方法的研究，以及脉冲串激光放大特性的研究，以期获得“串状”高重频大能量激光脉冲。利用速率方程理论，分析了半导体激光器(LD)端面泵浦Nd:YVO4四能级激光系统连续输出及调Q状态工作时的输出功率、脉冲宽度、单脉冲能量峰值功率等表达式。推导了提取效率与放大后单脉冲能量随注入信号光能量的变化关系，并推导了脉冲串中子脉冲重频较高时，各脉冲放大后的脉冲能量和提取效率表达式。研究了不同泵浦方式情况下脉冲串激光选取的振荡级输出特性。首先采用了879nm LD连续端面泵浦Nd:YVO4激光晶体，当吸收泵浦功率为49.4W时，最大连续输出功率26.2W，光光转换效率53%。脉冲运转时，重频分别为10kHz、50kHz和100kHz时，输出最大平均功率分别为10.5W、18.7W和21.8W，最小脉冲宽度分别为7.8ns、12.0ns和17.2ns，对应峰值功率134.6kW、31.1kW和12.6kW。对Nd:YVO4激光器输出的脉冲序列进行了脉冲串的选取，可获得脉冲串参量灵活可调，在振荡级重频分别为10kHz、50kHz和100kHz时，普克尔盒上施加高压脉冲宽度1ms时，分别输出包含10个、20个和100个子脉冲的脉冲串。最后，研究了脉冲808nm LD端面泵浦Nd:YVO4调Q激光器的输出特性。在脉冲LD重复频率10Hz、脉冲宽度1ms的条件下，静态时获得单脉冲能量7.3mJ；在调Q状态下，激光器为脉冲串模式输出，在调Q重频为10kHz、20kHz和50kHz时，对应的脉冲串中子脉冲个数分别是10个、20个和50个，对应脉冲串能量分别为6mJ、6.7mJ和6.9mJ，子脉冲脉宽9.5ns、26.0ns和37.3ns。对脉冲泵浦调Q输出的脉冲串激光进行了能量放大，在调Q重频分别为10kHz、50kHz和100kHz时，经过放大级获得的脉冲串中子脉冲的单脉冲能量分别为6.4mJ、1.5mJ和0.7mJ，优于相同放大级数及其他相同条件下非脉冲串激光器的输出性能，从而体现了脉冲串激光器的放大效果比常规激光器的放大效果好的优势，脉冲串激光是获得高重频大能量激光脉冲的有效方法。