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随着半导体激光二极管技术的重大突破,固体激光器得到强劲的发展,其应用领域不断地扩展。其中最为重要的是用半导体激光器泵浦全固态激光器技术的发展,这是一种高效率、长寿命、光束质量高、稳定性好、结构紧凑小型化的新型固体激光器,尤其是调Q后获得的高峰值功率的全固态激光器,已经成为国际上竞相研究的热点。而无水冷却的全固态激光器更是使得全固态激光器结构紧凑小型化的特点更加突出,成为了制作小型化、便携式激光器一种有效手段。本论文介绍了一种实现LD泵浦高能量、窄脉宽、无水冷全固态激光器的有效方法,对国内外的同行有一定的参考意义。具体的研究内容分为以下几个部分:1、通过分析速率方程,推导了输出能量、脉冲宽度、最佳输出镜耦合透过率与单一无量纲的变量函数的公式,并估算了激光器的输出能量以及脉冲宽度。然后通过谐振腔的稳定性分析,确定了腔镜的位置放置关系。2、研究进行了振荡级自由振荡以及调Q特性的实验。并在此基础上对谐振腔的参数进行了优化实验。分别测试了偏振片偏振透光特性、输出镜透过率、腔长、LD泵浦脉宽、TEC温控精度、冷却温度对输出的影响。最终使用了?7mm×100 mm、掺杂浓度为1.1±0.1at%的Nd:YAG作为增益介质,峰值功率为15kW的LD阵列作为泵浦源,使用了T_p=99.52%T_s=0.123%的偏振片,T=75%的输出镜,在腔长为280mm,TEC温控精度为0.01℃,冷却温度25℃,LD泵浦脉宽为200μs,重复频率为10Hz,泵浦电流为80A的实验条件下,得到了最大输出能量350mJ脉宽为9.7ns的激光输出。输出的稳定性是2%,光-光转换效率以及电-光转换效率分别为13.3%和6.7%。激光在两个方向的光束质量M~2分别是7.7和12.3。3、进行了放大级实验研究。最终第一级放大器使用?7.5mm×134 mm、掺杂浓度为1.1±0.1at%的Nd:YAG作为增益介质,峰值功率为24kW的LD阵列作为泵浦源,在第一级放大运行参数为90A、200μs、10Hz时,得到了700mJ、10ns的激光放大输出。第二级放大器使用?8mm×134 mm、掺杂浓度为1.0±0.1at%的Nd:YAG作为增益介质,峰值功率为24kW的LD阵列作为泵浦源,在第二级放大运行参数为80A、200μs、10Hz时,最终得到了1035mJ、9.9ns的激光输出。