激光器自诞生以来一直备受关注,随着技术不断推陈出新,各领域对于输出能量、重复频率、稳定性等方面的需求在逐步提升。单纵模的固体激光器,有着相干长度长、光束质量高等优点,且结构简单、高效稳定,可作为高功率激光器的种子源,在科研、工业以及国防领域有着广泛的应用。本论文采用先仿真计算再实验验证的方法,对单纵模Nd:YAG激光器开展研究,具体研究内容包括以下几个方面:第一,介绍了激光器的三个组成部分,综合考虑选择了闪光灯侧面泵浦、平凹腔结构和Nd:YAG晶体作为增益介质。通过四能级的速率方程对工作原理做了理论推导,对阈值功率、输出功率、斜效率进行分析,得出影响激光输出的因素。对纵模选择技术进行分类,介绍几种常见单纵模技术,并对其工作原理做简要介绍。实验选择标准具法进行纵模选择。第二,从品质因子Q值出发,对调Q过程的工作原理进行分析,并介绍了几种常见的调Q方法。实验选择了被动调Q的Cr4+:YAG晶体实现脉冲输出。考虑到被动调Q对脉冲建立的影响,使用被动调Q速率方程对输出特性进行分析,推导出峰值功率、单脉冲能量、脉冲宽度的近似表达式。第三,建立激光器仿真模型,通过计算对激光器进行设计,确定实验所需的谐振腔内各参数大小。利用传输矩阵和谐振腔稳定性条件,仿真选择腔长与输出镜曲率半径;根据被动调Q速率方程进行仿真,综合考虑选择可饱和吸收体初始透过率、腔镜反射率。第四,搭建单纵模激光器实验系统,获得了1064 nm单纵模脉冲输出,并探究腔长、可饱和吸收体的初始透过率、输出镜的反射率对输出特性的影响,结果与理论相符。总体来说,通过实验验证了理论模型的正确性,最终得到单脉冲能量9.3 m J、脉宽7.9 ns的稳定单纵模输出,单纵模出模率大于98%。实验方案仍有改进空间,后续可改进泵浦系统提高光束质量,以及利用热补偿、稳频等技术增强稳定性。