激光二极管泵浦的Cr⁴⁺∶YAG激光器，其激光调谐范围是1.3-1.6μm这一独特的波段，处于人眼安全波段和光纤的低损耗、低色散区，因而可以广泛应用于光纤通讯、激光雷达、医疗、科研等领域，所以Cr⁴⁺∶YAG激光器的研究具有重要学术意义和应用价值。本文主要内容有： 研究用980nm半导体激光器代替Nd³⁺1064nm激光器作为Cr⁴⁺∶YAG激光器的泵浦源，使整个激光器具有体积小、效率高、易于调节、稳定等优点，介绍了Cr⁴⁺∶YAG晶体作为激光介质的主要应用以及Cr⁴⁺∶YAG激光器的国内外研究进展和研究意义。 以速率方程理论为基础，对LD端面泵浦的固体激光器输出特性进行了理论分析：从泵浦光的聚焦位置、光束发散角，泵浦光、振荡光光斑大小和输出耦合效率等方面对腔模匹配进行了讨论和分析，为实验研究提供了理论依据。在LD端面泵浦下，对激光工作物质内温度分布进行了分析计算、总结了常用的测量热焦距的方法以及热效应的补偿。 创新的设计双折射滤光片，既作为激光器的调谐元件，又作为激光折叠腔的象散补偿元件。讨论了波片参量（入射角、方位角和厚度）对波片性质的影响。 根据传输矩阵理论，考虑到象散补偿、热透镜效应等，设计了端面泵浦的热稳定三镜折叠象散补偿腔和热稳定四镜折叠象散补偿腔两种可调谐激光器腔形，并根据稳区理论及象散补偿计算谐振腔腔参数。