经过多年的发展二极管泵浦全固态激光器(Laser Diode Pumped Solid-State Lasers,LDPSSL),以其优异的性能占领着激光器市场巨大的份额,其中,大功率LDPSSL中以碟片激光器和光纤激光器为两大主要热点研究方向。碟片激光器具有较小的热透镜效应、较高的输出功率、良好的光束质量、较高的光-光转换效率和功率可串联扩展等特点,在工业、国防、医疗等领域具有重要应用前景。课题组现有的24冲程碟片激光器,由于受泵浦光空间分布、多冲程泵浦耦合腔装调、晶体受激自发辐射(Amplified Spontaneous Emission,ASE)抑制等因素的限制,造成无法实现大功率泵浦光注入,从而导致激光器输出功率无法提升的问题。针对以上技术问题,论文开展了24冲程碟片激光器优化研究,实现了大功率连续激光输出,可以满足实际加工与科研应用的需求。基于朗伯-比尔定律,计算了多冲程下晶体对泵浦光的吸收效率;基于ABCD传输矩阵,计算了碟片晶体上泵浦光斑大小与准直系统焦距之间的变化规律;利用匀化棒整形法,对泵浦光进行了匀化整形,实现了碟片晶体上耦合泵浦光斑能量的均匀分布。在此基础上,研制了24冲程均匀泵浦大功率Yb:YAG碟片激光器。通过实验测试,对比分析了24冲程碟片激光器优化前后的出光性能。验证了优化方案的可行性。最终获得了中心波长为1030nm,功率219.9W的多模连续激光输出,光-光转换效率为33.4%,斜效率为40%,这一实验结果为今后研制千瓦级单碟片或多碟片串联激光器,奠定了理论和实验基础。