二极管泵浦固体激光器(Diode pumped solid state laser,DPSSL)以其结构紧凑、重量轻、效率高、寿命长等突出特点,在国民经济中获得了广泛的应用。其中的调Q脉冲激光器,在激光测距、激光侦查、激光探测、激光成像以及激光制导等军事应用领域有着迫切的需求。在这些应用中,要求激光器具有大的输出脉冲峰值功率、好的输出光光束质量以及器件结构紧凑、工作可靠性高等性能。传统的调Q方式,电光调Q、声光调Q和被动调Q等技术,在实现大峰值功率激光脉冲时均遇到了困难。大峰值功率调Q所面临的主要问题是:峰值功率越大对调Q开关的要求越高使得Q开关更加复杂,可靠性变差;调Q过程中高阶模难以关断,严重影响光束质量;大峰值功率条件下,调Q开关容易损坏,稳定性下降。为了解决以上问题,论文开展了一种全新的调Q技术——热效应调Q技术的探索研究。利用固体激光器增益介质内部固有的热透镜效应,使谐振腔由非稳定腔转换到稳定腔,谐振腔内损耗由大变小,实现对谐振腔Q值的调节。这种方法,将激光谐振腔固有的热透镜效应变废为宝,直接用于控制激光谐振腔的输出状态,不需要在谐振腔内增加额外的调Q元件,即可实现大峰值功率调Q的脉冲激光输出。采用这种调Q方法,不但有利于激光器结构的紧凑化、提高可靠性,还能够有效抑制谐振腔内高阶模的产生,获得光束质量更高的激光输出脉冲。论文从固体激光器的热传导方程出发,利用数值计算方法对激光介质在端面泵浦条件下的温度场分布及其变化趋势进行了分析;建立模型计算了热透镜效应导致的激光介质内部温度分布情况,得到了热透镜效应导致的类透镜的焦距计算公式;根据谐振腔的稳定性条件和固体激光器的速率方程,仿真计算了利用激光器内介质热透镜效应进行谐振腔内损耗调节,对激光器进行调Q的过程。在仿真计算的基础上,进一步分析了基于热透镜效应调Q的激光器的输出特性及其关键影响因素。论文同时开展了基于热透镜效应的调Q实验研究。实验中,采用圆形棒状的Nd:YAG晶体作为激光介质,激光介质采用端面泵浦模式,泵浦端采用一定曲率半径的凹面,并镀有相应的膜系,输出端采用一定透过率的平面反射镜。参照仿真给定的条件进行激光二极管(Laser diode,LD)端面泵浦圆形棒状凹面Nd:YAG激光器的实验研究,并将最终实验所得的结果与仿真模拟所得的结果进行了对比分析。经过多次实验,最终在泵浦源的注入功率为113W、重复频率为100Hz、泵浦脉宽为200μs时,我们得到了脉冲宽度约为40ns,峰值功率约为88KW,光束质量因子M2=1.38的调Q激光脉冲输出,输出脉冲波形稳定。实验结果验证了在激光器中利用热透镜效应调Q的可行性,采用这种调Q技术可以极大简化调Q激光器的谐振腔结构,对大功率全固态激光器的性能优化提供了一种新的方案,具有重大意义。