随着InGaAs半导体激光技术的发展,掺Yb³⁺激光材料引起了人们极大的兴趣。掺镱钇铝石榴石(Yb³⁺:Y₃Al₅O₁₂,Yb³⁺:YAG)激光晶体具有良好的光学和热学性能,因而被广泛地用于固体激光器中。本论文主要理论分析了以Yb³⁺:YAG为增益介质的激光输出性能。从准三能级速率方程出发,建立了端面泵浦Yb³⁺:YAG激光模型,其中考虑了泵浦光的吸收饱和效应和Yb³⁺自吸收的影响,模拟分析了在激光二极管（Laser Diode,LD）和钛宝石两种泵浦光源作用下,Yb³⁺:YAG激光器的各个参数对输出1030 nm激光性能的影响,得出了当考虑到泵浦光的吸收饱和后,激光器的输出功率降低以及在高功率的固体激光器中泵浦光的吸收饱和不可忽略的结论。超短脉冲激光输出是Yb³⁺:YAG激光晶体的性能之一。本文建立了产生短脉冲激光的环型腔模型,分析了在单程泵浦、双程泵浦和相对泵浦三种不同的泵浦方式下种子激光注入环型腔中Yb³⁺:YAG作为增益介质产生短脉冲激光的性能。发现短脉冲激光的峰值光强与连续种子激光光强、连续种子激光频率和增益介质的长度都有关;各种泵浦方式下激光脉冲的脉宽几乎是相同的,但是双程泵浦方式产生的短脉冲激光峰值光强最大。