本文主要针对采用垂直腔面发射半导体激光器(简称:VCSEL)阵列泵浦的微型全固态激光器的关键技术进行了深入研究，详细研究了VCSEL阵列的光场分布，在对常用的被动调Q、尾纤泵浦的固体激光器实验的基础上，设计了望远镜式的整形结构，配合类光纤的激光晶体结构，获得在23±8℃的测试范围内，输出功率波动＜4％，连续运行下光-光效率30.1％，高稳定、宽温、高效率的微型激光器。是空间用激光测距仪、激光成像雷达等理想光源。　　 本文从介绍激光二极管泵浦的全固态激光器(DPSSLs)开始，综述了该类型激光器在应用中具有结构小型化、光束质量优和性能稳定等优势，进一步研究探讨了微型固体激光器发展的状况、不同技术路线的实现方式和当前所遇到的技术难点。以此为研究日的，在第二章介绍了VCSEL的结构、工作原理以及发展状况，对比当前被广泛应用在DPSSLs中的边发射半导体激光器(EEL)和光纤尾纤输出的LD，分析了VCSEL阵列泵浦固体激光介质产生激光的可能性和优劣特性及前人的工作，进一步探讨了利用这些优点和解决这些缺点的构想及方法。　　 第三章从介绍腔内被动调Q的主要特性出发，重点讨论了如何采用不同的激光器设计和不同参数的可饱和吸收体，去优化实现应用中所需的高单脉冲能量、窄脉冲宽度以及较高的重复频率。并在实验中验证了光纤尾纤输出式LD端面泵浦，以Nd∶YAG为激光介质，利用Cr4+∶YAG晶体实现腔内被动调Q的激光器的输出特性，得到了较高的效率以及较好的光束质量，并得到了相应的脉冲输出的特性，进一步研究了可饱和吸收体的调Q特性，通过采取不同的初始透过率cr4+∶YAG的晶体，得到性能稳定良好的脉冲激光。　　 第四章首先研究了VCSEL阵列的发光特性，并分析了利用该器件进行端面泵浦固体激光晶体时的优缺点。针对这些缺点，在激光腔型结构的设计上提出两种解决的方案，以保证具有较好的泵浦光与基膜光的模式匹配，目的是实现激光较高的连续输出。这一章还在实验上先后实现了这两种方案，即利用具有微片几何结构和类光纤几何结构的晶体，实现了较高的光-光转化效率的激光输出，并且得到了较好的光束质量，并与之前的尾纤输出的LD泵浦激光器实验对比，得出该种结构设计在稳定性能上更具优势。并且在此基础上研究了在VCSEL泵浦条件下所具有的调Q输出特性。　　 本论文系统的研究了微型化的高单脉冲能量、窄脉冲宽度与高重复频率的全固态激光器的技术，重点介绍了VCSEL阵列作为泵源来泵浦固体激光器的前景。利用不同的泵浦源得到了各情况下的优良特性对比，为小型化、稳定性好与高效率的全固态激光器奠定了良好的技术基础。