超强超短激光具有高时间分辨率和高峰值功率等特点，可以为激光加速、等离子体物理、高能物理、光-物质相互作用等科研领域创造出前所未有的极端物理条件和实验手段。自1960年第一台激光器诞生以来，科学家们对高峰值功率激光器的研究与追求从未间断。在1985年Mourou等人首次发明啁啾脉冲放大技术（Chirped Pulse Amplification，CPA），为超短超强激光系统带来革命性突破。国际上多个国家正在建设拍瓦级超强超短激光装置，例如欧盟的ELI计划，法国Apollon计划，英国卢瑟福实验室Vulcan计划，俄罗斯PEARL计划等。　　本论文主要针对中国科学院上海光学精密机械研究所研制的10拍瓦超强超短激光装置(SULF)中大口径、大能量钛宝石CPA放大器对泵浦源的要求，重点开展了多路输出的钕玻璃啊脉冲泵浦系统的关键科学技术问题研究。在完成4路钕玻璃泵浦源设计的基础上，主要工作集中在泵浦源前端脉冲的时空性能控制、4路激光脉冲高能量和高光束质量输出，并且针对150mm钛宝石放大器为抑制寄生振荡效应发展的泵浦方式，开展时域的双脉冲泵浦中脉冲时域精度控制。主要研究成果包括以下几个方面:　　1.搭建了一套超强超短激光系统泵浦源前端，包含再生放大器和预放大器，系统结构紧凑、激光脉冲可调、满足10拍瓦CPA技术终端放大器的实验需求。再生放大器输出指标为:波长1053nm，能量3.3mJ，脉宽11ns，重复频率1Hz。实现纳秒级单模激光脉冲的产生，时空域整形，多级放大等。　　2.自行研制了一套能量输出稳定、光斑分布均匀、时域近方波形的四路钕玻璃泵浦源系统。系统能够输出基频能量4×180J@1053nm，倍频能量4×80J@526.5nm。主要结构包括四部分:前端种子源，再生放大器，钕玻璃棒放链，KDP倍频晶体。本系统采利用偏振片实现垂直偏振的两路基频光合束，经过第二类相位匹配KDP晶体进行倍频，获得了共线且同偏振的526.5nm倍频光，实现了用于150mm口径钛宝石放大器的结构紧凑的双脉冲泵浦源。　　3.完成用于150mm大口径钛宝石的四路泵浦源像传递计算，参与设计泵浦源的光路结构、光学元器件尺寸等。光束传输过程中的理论模拟计算，建立了激光脉冲传输的数学模型，通过数值计算详细分析光束传输中激光脉冲的时空域演变过程，包括光斑质量演变和时域演变。