激光二极管（LD）泵浦的被动调Q激光器,具有结构简单、体积小、运转方便、成本低等优点,在远程测距、遥感、光学信息存储、医学等领域有重要的应用价值。Cr⁴⁺: YAG晶体是广泛用于掺Nd3+固体激光器的固态可饱和吸收体,在0.9¹.2μm光谱范围内有大的可饱和吸收截面,具有高的损伤阈值和极好的热学、光学特性。准连续LD泵浦、以Cr⁴⁺: YAG为可饱和吸收体的Nd: YAG被动调Q激光器,能输出高峰值功率、窄脉宽的激光脉冲。本论文的主要内容和创新点归纳如下:1.对Cr⁴⁺: YAG晶体的各项特性进行了详细的分析,对它作为被动Q开关和激光晶体的主要性质进行了总结。详细论述了近年来Cr⁴⁺: YAG被动调Q激光器的发展状况,对被动调Q技术的发展进行了回顾和展望。2.对LD泵浦的被动调Q激光器进行了理论分析和研究,给出了激光器的阈值表达式。通过求解速率方程组对激光介质反转粒子数、腔内光子数随时间的变化进行了数值模拟。用数值方法研究了准连续LD泵浦的被动调Q激光器的输出特性,得到了单脉冲能量和脉宽与泵浦速率、输出镜反射率的关系。3.进行了准连续LD泵浦Nd: YAG被动调Q激光器的实验研究,在实验中分别利用小信号透过率分别为35.9%、29%的Cr⁴⁺: YAG为可饱和吸收体,针对不同的耦合输出镜透过率和腔长,对1064nm激光脉冲的输出功率和脉宽进行了实验分析。使用小信号透过率为29%的Cr⁴⁺: YAG,分别实现了最大能量6mJ、脉宽10ns和最短脉宽6ns、能量4.1mJ的单脉冲输出。4.采用内腔倍频方案,以Cr⁴⁺: YAG为可饱和吸收体,进行了准连续LD泵浦被动调Q Nd: YAG/KTP绿光激光器的实验研究。利用小信号透过率35.9%的Cr⁴⁺: YAG晶体,获得了最大能量0.27mJ、脉宽约12ns、峰值功率高于20kW的单脉冲绿光输出。