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随着人类科技的进步,在医疗美容、激光雷达、非线性混频、激光探测、太赫兹波等领域都表现出对双波长激光器的极大需求。目前市面上1μm左右的双波长激光器普遍存在增益竞争或结构复杂等问题,使得其在实际应用中难以得到推广。同时,由于不同行业的不同需求,急需开发出更多波长组合的双波长激光器。针对以上问题,本论文采用紧凑型腔内级联泵浦结构,开发出一种工作在912nm/1030nm的双波长激光器。为了降低双波长激光器的泵浦阈值,提高系统的输出效率,本论文从腔内级联泵浦双波长激光器的运转理论出发,对其中所涉及的准三能级系统速率方程进行了求解,并在空间无关和空间相关模型下对准三能级的泵浦阈值条件及输出功率进行了详细讨论;在此基础上建立了腔内级联泵浦双波长激光器的数学理论模型,并对其特性进行了研究;同时,对双波长激光器运转过程中晶体受热所产生的热效应进行了简要讨论。根据腔内级联泵浦技术特点,结合理论模型,对双波长激光器中重要的系统单元进行了优化设计:针对Nd:GdVO4和Yb:YAG晶体的基本特性,对其浓度和尺寸进行了优化设计;利用ABCD矩阵研究了腔内双波长高斯光束的往返传播变换过程,确定了谐振腔参数;结合理论分析,研究了双波长激光器输出镜的最佳耦合透过率,利用Matlab软件建模分析出其在912nm和1030nm处的最佳透过率。在理论分析和设计的基础上搭建了实验进行研究。首先进行了912nm激光的输出实验,获得了最高3.81W的912nm激光稳定输出。在此基础上开展了腔内级联泵浦912nm/1030nm双波长输出实验。最终,当808nm的LD泵浦功率为25W时,同时获得了0.97W的912nm激光和1.33W的1030nm激光。相应的光光转化效率为9.2%。912nm和1030nm激光的光束质量因子M2分别为1.19和1.23。