随着激光技术的不断成熟与半导体技术的迅速发展,二极管泵浦的全固态超短脉冲激光器在短短几十年间从实验室中被研究的对象,成为了各领域中重要的工具。因其结构紧凑,参数灵活,价格实惠,性能优秀,大大降低了超短脉冲激光的使用门槛。使超短脉冲激光器除了在传统的强场物理、超快光谱学、阿秒科学、非线性光学等基础研究领域和生物成像、医疗诊断、精密测量、物质改性、材料剥蚀、太赫兹产生等应用领域发挥作用之外,还在激光焊接、材料切割等制造业和去除色斑、治疗近视等医疗美容业中逐步取代之前的气体激光器和准分子激光器。甚至在微结构加工、柔性屏幕切割、透明硬脆材料处理等高端制造业中有了独一无二的应用。在应用范围不断扩展的同时,超短脉冲激光器的使用者也从专业的科研人员扩展到了其他领域的非专业人员。在设计面向非专业人员的激光器时,性能稳定性与易操作性是非常重要的方面,本文围绕着针对用户需求设计搭建的一台重频可调、波长可切换输出的皮秒激光器,对二极管泵浦的全固态超短脉冲激光器工程化设计进行了技术探索和研究。首先从啁啾脉冲放大（Chirped Pulse Amplification,CPA）技术出发,探讨了啁啾与色散对于超短脉冲的意义,从物理图像分析了各阶色散对于超短脉冲的影响,并对其进行了数值模拟。基于对色散的理解,计算了常用的光栅对压缩器与Martinez型展宽器的色散量,结合实验内容的不同要求设计了不同色散量的展宽器与压缩器。接着从超短脉冲产生的角度,介绍了增益介质的选择与锁模的原理,阐述了根据不同需求来设计全固态振荡器时要考虑的问题,以及以为用户单位设计的激光器的振荡器部分为例进行说明,得到了波长1064nm,脉冲宽度15.6ps,输出功率4.5W,重复频率85MHz的Nd:YVO₄皮秒振荡器。然后从超短脉冲放大和频率变换的角度,介绍了不同放大结构的原理与根据不同需求设计全固态放大器时的思路,并以为用户单位设计的激光器的放大部分和倍频部分为例进行说明,得到了波长1064nm和532nm可切换输出,重复频率10Hz–10KHz可调,单脉冲能量580μJ@1KHz@1064nm,280μJ@1KHz@532nm,12小时单脉冲能量RMS～1.2%的整体输出。最后从面对非专业用户工程化设计的角度,讨论了设计过程中可能需要注意的问题,并对所设计搭建的激光器的后续升级放大方案进行了简单探讨。