二极管泵浦被动调Q微型激光器是一种可以实现短脉冲、高峰值功率、高重复频率的全固态激光器，这种激光器具有功耗小、效率高、体积小等特点，在军事和民用上都具有重要的应用价值和运用前景，已成为全固态激光器的一个发展趋势。本文针对这一趋势，采用一种新型的腔结构，在Nd³⁺:YAG晶片上液相外延生长一层Cr⁴⁺:YAG单晶薄膜，形成单片式被动调Q微激光谐振腔的结构，由于激光增益介质(Nd³⁺:YAG)和饱和吸收体(Cr⁴⁺:YAG)两者的晶格常数基本相同，可以说是同质外延，界面的光学特性与散热特性都十分优良，从而提高了微型激光器的光学与热学性能。 Cr⁴⁺:YAG饱和吸收单晶外延层的制备与性能优化，需要对材料的吸收光谱与能级结构有深刻的认识，因此本文详细介绍了Cr⁴⁺:YAG饱和吸收材料的光谱特性，并参照有关文献的低温吸收谱数据，采用晶体场理论对饱和吸收中心Cr⁴⁺在晶体中的能级分裂做了深入分析，得到了Cr⁴⁺在D_2d对称晶场中的能级结构和晶体场参数。 采用Cr、Ca双掺杂工艺在YAG和Nd:YAG基质上生长出具有饱和吸收特性的Cr⁴⁺:YAG。通过对Cr离子掺杂浓度及外延层厚度的控制，外延层λ=1064nm处的饱和与非饱和透过率（ΔT）差可以很容易地控制在5％～30％，满足微激光器设计要求。在液相外延工艺制备的Cr⁴⁺:YAG的吸收谱中发现750nm处有一吸收峰，通过对它生成原因的分析，我们将它归属于单晶外延层中存在Cr⁵⁺的电子跃迁吸收。 针对饱和吸收介质对泵浦光的吸收和衬底与外延层的晶格匹配应力，从熔料配方着手，对Cr⁴⁺:YAG单晶薄膜作了进一步的优化实验。从大量的实验中摸索出配方的优化规律。最后对晶体的缺陷做了简要分析。