本论文从速率方程出发,建立了Nd3+自倍频激光模型,并以此为基础,对Nd3+:YAB和Nd3+:GdCOB激光进行了理论优化设计。首先简要介绍了几种激光器的发展,并说明了激光晶体、自倍频晶体的性能；其次,对本文所涉及到的自倍频晶体Nd3+:YAB和Nd3+:GdCOB的性质和发展作了简单的说明；介绍了直接与间接泵浦的原理及区别。在假定泵浦光和激光均为高斯光速的前提下,推导并建立了四能级系统的自倍频激光模型。并以此研究了直接与间接泵浦对自倍频激光性能的影响。利用建立的自倍频激光模型,并与已有的实验结果进行分析比较。分析比较了直接与间接泵浦下Nd3+:YAB和Nd3+:GdCOB自倍频激光性能。结果表明,当晶体的Nd3+浓度和长度乘积低于一个特定值时,直接泵浦获得的自倍频激光输出低于间接泵浦,这表明直接泵浦并不适用于任意浓度和长度的Nd3+晶体。最后给出了特定实验条件下适用于直接泵浦要求的晶体浓度和长度。对其它自倍频晶体和不同的实验条件,采用类似的方法,也可以得到适用于直接泵浦要求的晶体浓度和长度。针对Nd3+:YAB晶体的浓度和长度满足XL>27.5mm-at.%时,直接泵浦的输出功率高于间接泵浦的输出功率；针对Nd3+:GdCOB晶体,直接泵浦只适用于当晶体的浓度和长度满足XL>22mm·at.%时,其中X为Nd3+离子百分比浓度。