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随着激光技术的发展，以半导体激光器作为泵浦源的全固态激光器（DPSSL）因为具有结构简单紧凑、效率高、输出稳定和寿命长等优点，在工业、医疗、军事国防和科研等领域发挥越来越重要的作用，成为目前激光领域的研究热点。Nd:GYSGG晶体是一种新型抗辐射晶体，它具有非常好的物理特性，与最常用的Nd:YAG晶体相比而言，具有较高的分凝系数，易于生长高质量、高Nd3+掺杂浓度和大尺寸的激光晶体。研究Nd:GYSGG晶体的激光特性对于其在空间领域中的应用具有重要的意义。本文的主要内容及结构可以归纳如下：1．研究分光光谱法、激光效率比较法以及阈值公式法三种方法测量晶体受激发射截面的原理以及优缺点，并且采用激光效率比较法和阈值公式法对Nd:GYSGG晶体在1.06μm处的受激发射截面进行实验测量。通过激光效率比较法测得的Nd:GYSGG晶体1.06μm处的受激发射截面为1.59×10-19cm2，而通过阈值公式法得到的值为1.50×10-19cm2，两种方法得到结果符合得很好。2．对端面泵浦的Nd:GYSGG激光器在1058.4nm和1061.5nm处的双波长运转特性进行研究。当吸收的泵浦功率为18.45W时，Nd:GYSGG激光器的连续输出功率高达10.1W，光-光转换效率为55%，斜效率接近60%。同时研究了其声光调Q特性，当吸收的泵浦功率为11.4W时，最大的单脉冲能量可达277μJ，脉冲宽度为60ns，相应的峰值功率为4.6kW。3．研究Nd:GYSGG晶体的4F3/2→4I13/2能级跃迁产生的1.3μm波段处的激光运转特性。实验中，采用平-平谐振腔结构和两块透过率不同的输出镜，得到1336nm处的单波长运转激光器以及1321nm和1336nm的双波长同时运转激光器，受注入的泵浦功率的影响，双波长输出时有时也会有微弱的1330nm处的激光谱线出现。通过计算，Nd:GYSGG晶体在1336nm处的受激发射截面约为1321nm处的受激发射截面的1.12倍。当注入的泵浦功率为13.5W时，1336nm单波长运转激光器的输出功率可以达到1.98W，光-光转换率为14.7%。4．对Nd:GYSGG晶体在0.94μm处的激光特性进行研究。在水冷装置温度为0oC时，实现了937nm单波长运转Nd:GYSGG激光器，输出功率为0.8W，光-光转换率为9.8%，斜效率为15.3%。在理论和实验上，进一步研究了Nd:GYSGG晶体的边界温度对激光器的输出功率及激光振荡阈值的影响，并模拟了不同泵浦功率及不同边界温度下Nd:GYSGG晶体内部的三维温度场分布。