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全固态激光腔内光束净化技术是获得高平均功率、高光束质量、高效率激光输出的重要手段。但是腔内光束净化的理论研究并不完善，针对这一现状，本文利用Fox-Li数值迭代算法，明晰腔内光束净化对波前校正器像差校正能力的要求；建立腔内光束净化的数值仿真模型，为研究腔内净化提供参考；建立基于随机并行梯度下降（SPGD）算法全固态激光腔内光束净化装置，并与腔内光束净化数值分析结果进行对比。本文首先通过研究净化后残余像差对谐振腔的影响来确定对变形镜像差校正能力的要求。残余像差可以表征为一系列泽尼克多项式的加权叠加。仿真中改变某一阶次泽尼克多项式的权重因子，令其他阶次的权重因子为零，由Fox-Li数值迭代算法计算残余像差对谐振腔衍射损耗和光束质量的影响。数值分析表明为了获得近衍射极限的输出，残余像差的PV值应小于λ/10。从而明确了腔内光束净化对波前校正器像差校正能力的要求。然后基于Fox-Li数值迭代算法建立了激光腔内光束净化的数值仿真模型。本文使用SPGD算法作为控制算法进行腔内光束净化仿真。闭环仿真的结果表明，随着SPGD算法迭代次数的增加，输出光束质量逐渐接近衍射极限。最后建立了基于SPGD算法的全固态激光腔内光束净化闭环实验装置，并进行了净化实验，净化前激光器输出光束M21.92，净化后M21.22接近衍射极限。将实验数据与数值仿真模型所得结果进行对比，可知本文建立的腔内光束净化数值仿真模型能够反映出腔内光束净化的物理过程。