全固态拉曼激光器是激光领域的重要组成和研究对象,目前,二极管泵浦的固体激光器已不再局限于单一的科学研究,在军事、生物学、激光医学、通讯技术等领域具有广泛的应用。但是目前固体拉曼激光器拉曼光输出功率水平较低且光谱纯度低,所以解决多阶次拉曼光之间的增益竞争问题尤为重要。本论文的主要目的是建立级联耦合腔的理论模型控制多阶次Stokes光之间的增益竞争,并在此基础上进行了主动调Q脉冲拉曼激光器的初步实验研究以及连续波拉曼激光器的理论优化设计,探究实现高功率脉冲和连续波固体拉曼激光器的最优化方案。本文采用LD直接泵浦的方式,选用Nd:YVO4晶体作为激光晶体,双折射晶体KGd（WO4）2晶体作为拉曼晶体。具体工作如下:理论方面:首先,阐述了受激拉曼散射原理并利用非线性光学耦合波方程对其进行解释;并在一般固体激光器速率方程的基础上,以一阶Stokes拉曼激光器速率方程为例分析拉曼固体激光器速率方程。其次,介绍高阶受激拉曼散射过程中的级联效应,针对增益竞争现象提出一种新型的级联耦合腔结构,并利用矩阵光学的方法对级联耦合谐振腔进行设计,以及建立级联耦合腔内一阶、二阶、三阶Stokes拉曼光速率方程,分析LD端面泵浦的三阶级联耦合腔内光子数密度的变化规律。然后,分别利用MATLAB软件对主动调Q脉冲和连续波KGW拉曼固体激光器的三阶拉曼器速率方程进行求解,数值模拟基频光和各阶拉曼光谐振腔内的动力学过程,并进行分析和比较。利用矩阵光学的方法对两者不同的谐振腔结构进行设计,得到最优化的谐振腔;并着重介绍了连续波KGW拉曼激光器的晶体和泵浦光的优化设计。同时对本文采用的激光晶体和拉曼晶体进行详细介绍,分析固体拉曼激光器的阈值公式探究影响阈值的因素,从而降低连续拉曼激光器中的热效应,提高拉曼增益。实验方面:对主动调Q脉冲KGW拉曼激光器进行了初步的实验研究,选用在对谐振腔优化设计中得到的最佳腔长和输入镜和输出镜曲率组合的优化谐振腔分别进行实验,通过调节脉冲重复频率和泵浦电流得到1177nm一阶拉曼光脉冲宽度最窄可达4.6ns。