碟片激光器是新一代的固体激光器。和传统的固体激光器相比而言，碟片激光器的本质区别在于激光工作物质形状的改变。传统的固体激光器的工作物质的形状大多为棒状或长条状，碟片晶体的形状为厚度仅为微米量级的薄型圆柱体。现有的碟片晶体多是Yb:YAG晶体，为准三能级系统，对温度敏感。如果在高功率泵浦下，Yb:YAG晶体的温度会上升，会产生热应力进而导致形变，这样会影响谐振腔的结构，影响激光输出功率，光-光转换效率，光束质量等。如果在温度持续上升并且分布不均匀的情况下甚至会使碟片晶体碎裂，所以碟片晶体必须有一套稳定的高效冷却系统。本论文针对高功率碟片激光器激光晶体生热量与生热密度都较大的情况，对比分析各种主流换热方法，结合工程化应用的问题，综合考虑设计射流冲击冷却方案，然后结合本课题的实际情况和射流冲击冷却结构，确定研究射流冲击冷却的方法为实验测量和有限元数值计算相结合的方法。考虑到碟片激光晶体的价格昂贵和激光器运行过程中的温度难以测量，采用替代热源和替代受热体进行射流冲击换热实验，结合热传导和热对流的定律，推导出替代实验中热流量和对流换热系数的计算方法，有限元数值模拟采用著名成熟商业软件FLUENT进行。通过实验测量和有限元数值计算对影响射流冷却的因素做对比分析，得出结论：提高喷射流速，减小喷射距离，在一定范围内降低温度，都会对射流冷却的换热能力有较大的提升，流体的种类选择对换热能力的影响很重要。并且在喷嘴的形式上，多孔的喷嘴换热能力要略大于多导管，但是均匀性稍差，要想在局部获取高换热系数，就应该减少孔的数量，减小喷射孔径，缩小孔间距。兼顾换热均匀性和换热系数大小的最好办法是保持其它参数不变的情况下增大孔间距。