以光纤耦合半导体激光器作为泵浦源，5 mm长的铯蒸气池作为激光增益介质,开展了端面泵浦铯蒸气激光器的模式匹配实验研究。分析了泵浦光聚焦光斑半径和聚焦位置对铯激光输出性能的影响。以激光器的工作斜效率和光光效率为指标对各模式匹配参数进行了优化，同时对激光器的阈值泵浦功率进行了研究。结果表明: 在一定的激光振荡模束腰下，存在最佳的泵浦光聚焦光斑半径使斜效率最大。此外，聚焦位置在蒸气池中央时有利于提高斜效率和光光效率。对阈值泵浦功率的研究显示，阈值泵浦功率随泵浦光聚焦光斑半径的减小而减小，而且当泵浦光聚焦于蒸气池前端时有利于降低阈值泵浦功率。基于以上研究，获得了一组最佳模式匹配参数，即泵浦光聚焦光斑半径为333 μm, 激光振荡模束腰为167 μm，泵浦光聚焦位置位于蒸气池中央。

采用线宽0.26 nm的Littrow外腔巴条半导体激光器泵浦增益长度8 mm缓冲气体为80 kPa甲烷的铯(Cs)蒸气室，在Cs蒸气室温度120 ℃时，我们获得了394 mW的894.6 nm线偏振Cs蒸气激光，光光效率7.4%，斜率效率11.2%，阈值功率为1.72 W。

针对中心波长780 nm的商用连续波半导体激光器，使用斩波器将连续激光变为脉冲输出形式，用2400 line/mm的平面全息光栅搭建Littrow外腔将线宽压窄至0.2 nm以下。采用透镜组对线宽压窄后的半导体激光进行光束整形，半导体激光经线宽压窄和光束整形后，经透镜聚焦进长约8 mm的铷蒸气泡进行半导体泵浦碱金属激光实验。首次出光得到17.5 mW的基模线偏振铷激光; 在最新的改进实验中，半导体泵浦铷激光输出功率已达到2.8 W。

采用2400 l/mm的平面光栅搭建Littrow外腔压窄半导体激光器输出激光线宽，获得中心波长可调的线宽0.16 nm的半导体激光作为铷蒸气激光的泵浦源。实验中，使用斩波器将泵浦光变为脉宽1 ms，重复频率100 Hz的重复脉冲形式，聚焦进长度为8 mm的铷蒸气泡，泡内充入79 kPa甲烷作为缓冲气体。进入铷蒸气泡的泵浦光峰值功率为1.84 W时，控制铷泡温度在125 ℃，获得了峰值功率17.5 mW的基模线偏振铷激光输出。