基于热透镜效应和球差效应同时存在的客观事实，建立了光束质量因子M2与热透镜焦距和球差的内在理论关系，准确地分析了热透镜焦距和球差共同作用下的光束质量变化。实验利用哈特曼-夏克波前传感器对LD端面抽运Nd∶YVO4晶体的相关波前信息进行重构，进而对比光束质量因子M2的实验数据与理论分析结果，证明光束质量在热透镜焦距和球差共同影响下逐渐减弱，验证了此模型的可行性，为固体激光器的优化设计和实验研究提供了参考。

介绍了中红外激光的产生方式以及各种中红外激光器的特点。结合CO2激光器倍频产生中红外的优点，重点讨论了CO2激光器倍频晶体的性能。对常用的双折射相位匹配(BPM)倍频晶体和准相位匹配(QPM)倍频晶体性能进行了比较分析。展望了高功率CO2倍频激光器的发展需要解决的问题及可能的技术途径。

报道了一种腔内六棒串接的脉冲Nd:YAG激光器。采用4×4矩阵对晶体棒失调角度对谐振腔光轴的影响进行了理论分析，给出了六棒串接脉冲激光器中晶体棒失调角度的允许范围。在串接实验中，谐振腔采用对称平平腔结构，通过调整每根晶体棒的失调角度到允许范围内，实现了六棒串接脉冲Nd:YAG激光器。在输入电功率86 kW，占空比17%时，获得了平均功率3 018 W的脉冲激光输出，峰值功率17.75 kW，最高单脉冲能量为66 J，光束参数乘积为26.3 mm·mrad，电光转换效率3.5%，长时间工作不稳定性小于2%。

对二极管侧面泵浦的薄片激光器进行了热效应理论模拟和实验研究。针对大尺寸的复合薄片增益介质的热负荷与表面形变进行了有限元理论分析和数值模拟以及实验研究。在不同的泵浦条件下分别进行了波前相位测量, 分析了高功率泵浦情况下, 大尺寸薄片状激光晶体的形变状况。实验测量结果表明, 大尺寸薄片晶体的表面热形变较小, 热耗散功率密度降低, 与有限元理论模拟分析的结果基本一致, 增大激光增益介质的表面尺寸有利于减小热效应。

介绍了一种新颖的短腔电光调Q窄脉宽激光器，通过分析影响脉宽的主要因素，确定了激光器的结构及参数。在准连续端面泵浦条件下，采用掺杂原子分数为1.0%、沿a轴切成布儒斯特角的Nd:YVO4晶体作为增益介质，直接获得偏振光振荡，有效缩短了腔长。在物理腔长20 mm时，采用退压式电光主动调Q结构，减小了插入损耗，获得了脉冲宽度为1.049 ns、单脉冲能量为0.32 mJ、光束质量平方因子为1.9的稳定激光输出。

报道了一种高平均功率的脉冲Nd:YAG激光器。对四棒振荡两棒放大的主振荡功率放大器（MOPA）结构中晶体棒的失调角度允许范围进行了理论分析，并与六棒串接谐振腔结构中晶体棒失调角度允许范围进行比较。由比较结果可知，MOPA结构降低了晶体棒的串接精度要求，在相同的失调角度下，光轴的变化量小于腔内多棒串接谐振腔，有利于提高多棒脉冲激光器的安全性能，实现高平均功率、高脉冲能量输出。实验中激光器采用四棒振荡两棒放大结构，调整每根晶体棒的失调角度到允许范围内，在输入电功率87 kW，占空比17%时，最高输出平均功率为3011 W，峰值功率17.7 kW，最高单脉冲能量为67 J，光束参数乘积为25.2 mm·mrad。电光转换效率3.46%，长时间工作不稳定度小于2%。

针对高功率灯泵浦棒状Nd：YAG激光器用于百微米激光打孔过程中出现的孔周围大面积光晕的现象, 从理论上分析了加入45°法拉第旋转器可以均匀激光器中激光晶体径向、切向热焦距, 减小这两个方向的热焦距差。在实验上获得了更大功率的激光输出, 并且通过打孔实验, 与未加法拉第旋转器激光打孔孔貌相比较, 打孔质量得到改善。

以在大尺寸复合薄片上获得较好的泵浦均匀性和较高的吸收效率为目的，对泵浦分布进行了理论分析。计算表明，阵列距离27mm、晶体半径11mm和吸收系数0.13mm-1可获得较好的泵浦均匀性和较高的吸收效率。计算了由温度分布和应变分布造成的相位畸变，总泵浦功率为700W时的相位畸变为0.523μm，总泵浦功率为3024W时的相位畸变为2.258μm。明显小于其它文献中理论计算和实验测量的相位畸变。在较小泵浦功率下对相位畸变进行了初步的实验测量，实验测量结果与理论计算基本一致。该技术可向更大功率扩展。

报道了激光二极管(LD)侧面抽运的Nd:YAG薄片激光器。对影响侧面抽运薄片激光器性能的主要因素, 即圆薄片增益介质内晶体光分布和沿径向的温度分布进行了理论分析和实验。实现了光-光转换效率为33.5%, 峰值功率为230 W, 光束参数乘积为21.6 mm·mrad的激光输出。实验结果表明, 侧面抽运在薄片Nd:YAG晶体内可实现对称均匀的分布, 沿径向的温度差大大减小; Nd:YAG/YAG薄片晶体的复合可满足侧面抽运的要求。这些技术和方法可应用于更高功率的侧面抽运薄片激光器。