可见激光是指波长范围在380 nm-780 nm的电磁波,它可以直接被人眼所感知,其不仅在日常生活中应用广泛,在医疗、显微、通信、工业以及科学研究等领域也都有着极其重要的应用。近年来,随着激光二极管（LD）技术的快速发展,基于蓝光LD泵浦掺Pr3+激光晶体实现可见激光输出的研究方案得到人们的重视。该方案无需非线性光学转化即可实现多个波长的可见激光输出,同时激光器的结构简单紧凑,对于推进固体可见激光器小型化的发展进程具有重要意义。本论文针对可见激光器的发展需求,基于调Q、锁模和选模等激光技术,以理论分析为指导,通过选用不同的光学调制器件,对所设计的可见激光器的激光输出特性进行了系统的研究,成功研制了高性能的可见连续激光器、短脉冲激光器、超短脉冲激光器和涡旋激光器。本论文研究工作对可见波段的高性能连续、脉冲以及涡旋激光器的设计具有一定的参考价值。主要研究内容如下:1.介绍了Pr:YLF晶体的吸收和发射特性,利用四能级速率方程理论分析了影响连续激光器输出功率的主要因素。利用光学理论分析了Pr:YLF晶体热透镜焦距以及腔内振荡激光光斑的变化规律。通过优化激光腔长度以及输出镜透过率,利用蓝光LD泵浦Pr:YLF晶体,成功实现了发射波长为522 nm、607nm、639 nm和721 nm的可见连续激光输出,相应的最大平均输出功率分别为0.69 W、0.72 W、1.56 W和1.10 W。2.利用电光调Q技术,以KD*P晶体作为光学调制器件,采用长度为200mm的光学直线腔,以加压Q开关的启动方式,成功实现了蓝光LD泵浦Pr:YLF晶体电光调Q可见脉冲激光输出。在100 Hz重复频率下,电光调Q器的最短脉冲宽度、最大脉冲能量和最高峰值功率分别为137 ns、260μJ和1.90 k W。3.利用被动调Q技术,进行了基于可饱和吸收体（SA）的可见短脉冲激光器的研究工作。利用开孔Z扫描技术对制备的二维（2D）Nb2C和2D Ti3CN的可饱和吸收特性进行研究,并将其作为SA应用于可见激光器中,成功实现了多个波长下的可见脉冲激光输出。其中,基于Nb2C SA的短脉冲激光器在639nm处最短脉冲宽度为109 ns。基于Ti3CN SA的短脉冲激光器在607 nm处最短脉冲宽度为74 ns。4.利用被动锁模技术,以制备的2D Ti3CN和2D Pd Se2作为光调制器,开展了实现可见超短脉冲激光输出的研究工作。根据锁模激光理论优化了谐振腔的结构,并利用热透镜理论和ABCD矩阵理论研究了锁模激光腔的稳定性和腔内光斑变化规律。基于Ti3CN可饱和吸收镜（SAM）,成功实现了73.1 MHz的被动锁模红光激光器超短脉冲激光输出,最短脉冲宽度为30 ps。基于Pd Se2 SA,成功实现了80.3 MHz的被动锁模红色可见超短脉冲激光输出,相应的的最短脉冲宽度为35 ps。5.利用激光选模技术,进行了实现可见涡旋连续激光和涡旋脉冲激光输出的研究工作。通过合理设计腔结构,在蓝光LD泵浦Pr:YLF晶体的基础上,利用环形泵浦法,成功实现了四个可见发射波长下的涡旋连续激光输出,同时利用Co:MALO晶体作为SA,成功实现了607 nm和639 nm波长下的可见涡旋脉冲激光输出,相应的的最短脉冲宽度分别为58 ns和34 ns。