LD泵浦的固体激光器具有体积小、重量轻、效率高、性能可靠、价格低等优点,应用领域十分地广泛,是现代激光技术的热点之一。随着超短脉冲激光器在激光加工、激光测量等应用领域的推广,人们对激光器功率稳定性、光束质量等方面的性能指标要求不断提高。谐振腔是激光器的重要组成部分之一,激光器光束质量和输出功率稳定性等重要性能参数的优劣,在很大程度上取决于激光谐振腔的设计质量的好坏。在超短脉冲固体激光器中,为了实现稳定锁模,人们往往采用曲面镜将光束聚焦到锁模器件上,以获得较强的激光能量密度使可饱和吸收体饱和;另一方面,为了减小激光器体积和腔内色散,常常采用反射镜来实现光路的折叠。然而,当谐振腔内采用曲面反射镜作为折叠镜,激光束倾斜入射到曲面镜,将产生像散,使激光光束质量下降。固体激光器中,由于激光工作物质的内部热不均匀分布和热应变光弹性会引起折射率不均匀变化,从而产生热透镜效应。在大功率激光器或腔内功率较大的脉冲激光器等激光系统中,增益介质热透镜焦距起伏,将引起腔内光斑半径变化,最终导致激光输出功率稳定性的下降,甚至引起光束质量的恶化。为了获得高稳定输出功率、高光束质量的超短脉冲激光,有必要对上述两个问题展开研究。本文一方面主要针对激光谐振腔的像散补偿展开理论与实验研究,以期获得高光束质量的激光输出;另一方面,对热透镜对激光输出功率的影响展开理论与实验研究,以期获得高稳定输出功率的超短脉冲激光器。本文主要研究工作如下:1)提出一种基于传播变换圆理论设计双端臂像散补偿激光谐振腔的方法,该设计方法简单、直观,无需复杂的公式推导和繁琐的计算过程,只需要利用简单的物像关系就可完成激光谐振腔设计工作,并获得谐振腔的各参数。2)对激光器谐振腔的热稳定性进行了理论研究,基于传播变换圆理论,提出一种双端臂像散补偿同时对热透镜不敏感的谐振腔设计方法,理论与实验研究结果表明,采用该方法可设计高稳定输出功率、高光束质量的激光谐振腔。