固体激光器具有高功率、高能量、高效率等诸多优势,但增益介质中产生的废热始终困扰并制约着其快速发展,而反斯托克斯荧光制冷技术与激光增益介质的融合使得固体激光器生热进一步降低甚至实现零生热成为可能。本文围绕具有荧光制冷特性的Yb:YAG碟片晶体,开展了对1030 nm泵浦产生1048nm激光输出运行特性的深入研究,建立了Yb:YAG碟片激光器热力学与动力学的分析模型,讨论了荧光制冷与量子亏损生热之间的动态关系。以此为基础,着重研究了温度对阈值特性的影响,并在理论层面对Yb:YAG碟片激光器零生热点的光光转换效率进行了优化,本文主要内容如下:（1）首先,建立了具有荧光制冷特性的Yb:YAG碟片激光器的热力学分析模型和激光动力学分析模型,研究了激光器生热与制冷的关系以及激光器的动态运行特性参数,分析了碟片晶体辐射量子效率对总热负载的影响关系。（2）其次,分析了Yb:YAG碟片晶体温度与环境温度对泵浦阈值的影响,发现此类激光器在低温条件下下1048 nm激光随泵浦改变时的状态跃迁现象,并对该现象的物理过程进行解释,给出了激光器阈值附近状态变化与环境温度的关系。（3）再次,分析了环境温度、碟片晶体厚度与输出镜透过率对Yb:YAG碟片激光器生热与制冷的影响,给出了不同碟片晶体厚度与泵浦功率密度下零生热点的最佳光光转换效率与对应的环境温度和输出镜透过率。（4）最后,设计并搭建了环形腔共腔泵浦荧光制冷Yb:YAG碟片激光器实验平台,在实验中观察到Yb:YAG碟片晶体荧光制冷效应导致的温度降低,分析了荧光制冷碟片晶体的温度对1030 nm激光与1048 nm激光输出的影响,发现了荧光制冷碟片晶体温度变化时1030 nm激光在阈值附近的功率跃迁现象并对其物理过程进行了分析,并验证了此种激光器工作中零生热点的存在。