固体激光制冷是一种固态物质通过与激光相互作用而达到宏观温度降低的物理过程，当前多指近单色光激发下的荧光辐射制冷。基本物理学思想是针对给定内部自由度的特定固态物理体系，可以借助光子辐射作为“热能转移媒介”来降低其晶格固有振动能量。固体激光制冷通常以激光诱导发光中心产生反斯托克斯荧光辐射为基本物理原理，是一种全光学制冷技术，具有无振动、无噪声、无电磁污染等独特优势，在国防军事工业、空间遥感领域等具有特殊性质的领域有着巨大的发展潜力。　　近年来研究人已经相继在Yb、Tm、Er等稀土掺杂材料中实现了反斯托克斯荧光制冷，并发展了相应的理论模型对制冷性能和制冷潜能进行理论预计和评价。目前广泛使用的物理模型是基于连续激光泵浦方案下的稳态制冷机制，而实际上采用脉冲泵浦方案，无论在原理上还是实验上都具有改善激光制冷性能的潜在优势。本文发展了脉冲泵浦方案的固体激光制冷模型，以Tm掺杂晶体反斯托克斯荧光制冷为例，论证了脉冲泵浦方案用于改善荧光制冷性能的可行性和有效性，给出了实际操作的优化技术方案。　　本论文基于反斯托克斯荧光制冷的SBE理论，结合Tm3+特殊的3F4与3H6能级特点与固体激光制冷基本物理学思想，给出掺铥固体稀土材料的反斯托克斯荧光制冷物理方案，建立铥离子三能级体系能级速率方程模型，详细推导了连续激发与脉冲激发条件下系统的制冷功率、制冷效率以及热平衡动力学描述。　　分析了脉冲激光制冷Tm3+:YLF晶体的性能。脉冲泵浦条件下各能级粒子数不再具备稳态，而是随着泵浦光的有无做剧烈增减变化。计算饱和吸收功率以及达到稳定的辐射功率情况下的泵浦光强，得出吸收功率与辐射功率随泵浦强度变化曲线趋势有着一致性，计算最高净制冷功率以及所对应的最高制冷效率。随后进行了脉冲激光制冷方案的数值优化，得到Tm3+:YLF晶体反斯托克斯荧光制冷体系制冷性能的最优方案为：占空比25％，脉冲重复频率250s-1，脉宽0.2ms。最后对周期性调制脉冲与连续波激发方案下制冷性能进行比较分析，得到了脉冲泵浦在制冷功率与制冷效率方面的优势。