高峰值功率窄脉宽的1064nm激光是激光打标的理想光源,其峰值功率、脉冲宽度等参数对激光打标的效果起决定性的影响,而使用Cr⁴⁺:YAG晶体进行被动调Q的YAG激光器恰好能获得高峰值功率、窄脉宽的激光输出。本文以半导体端面泵浦被动调Q Nd:YAG激光器为研究对象,以在简单紧凑的激光器结构中获得高峰值功率、窄脉冲宽度的激光输出为研究目标来开展研究。实验中激光器采用Nd:YAG晶体作为激光增益介质,Cr⁴⁺:YAG晶体作为被动调Q晶体,光学谐振腔采用平凹腔。本文首先对1064nm被动调Q激光器进行了理论研究,然后对激光器的光学结构进行了设计和优化,接着计算了激光器的散热量并依此对激光器的散热装置进行了结构设计,最后分别研究了泵浦功率、Nd:YAG晶体的Nd3+掺杂浓度、谐振腔长度、Cr⁴⁺:YAG晶体的位置、Cr⁴⁺:YAG晶体初始透过率、输出镜反射率和输出镜曲率对激光输出特性的影响。通过实验研究,在泵浦功率为10W,Nd:YAG晶体掺杂浓度为1.0at%,腔长为30mm,Cr⁴⁺:YAG晶体距离Nd:YAG晶体10mm,Cr⁴⁺:YAG晶体初始透过率为40%,输出镜反射率为70%,输出镜曲率为150mm时获得了脉冲宽度为3.6ns,峰值功率为106.5KW的调Q单脉冲输出,调Q的平均输出功率达到了2.8W,单脉冲能量也达到了0.38mJ。最后根据实验结果制造出了激光器并成功应用于激光打标机和便携式激光清洗机之上。