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为了开发新型激光材料，采用激光加热基座法将Cr^4＋：YAG单晶光纤和Nd^3＋：YAG单晶光纤生长为一体化复合单晶光纤。利用速率方程理论，得到包含激光增益介质反转密度、光子密度和饱和吸收介质基态布居数密度的速率方程组。通过数值计算，求得复合单晶Cr^4＋被动调Q光纤激光器的若干重要特征参量及其与抽运率的函数关系曲线，计算结果较好地符合了实验结果，从而可以为优化设计这类单晶光纤激光器提供指导。