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望远镜是人类探索宇宙、揭示自然奥秘不可替代的重大工具之一。地基光学望远镜透过地球大气层观察星空时，大气湍流扰动引起的时/空随机光学成像误差，会使望远镜的分辨率与灵敏度远低于其物理极限，这是当今天文观测急需解决的关键技术问题。采用自适应光学技术可以对大气导致的波前畸变进行校正，使望远镜达到其理论分辨率与灵敏度。自适应光学校正需要有导引星（称为信标），以之发射的光信号波前为标准，通过测量该波前通过大气产生的相位畸变来获得误差信号，从而实现对观测目标的成像校正。钠信标是利用海拔约100km高的大气电离层的钠原子对589nm激光的共振荧光背向散射产生的，因其生成高度高、已接近大气顶层，能探测全程大气导致的波前畸变，因此激光钠导引星成为自适应光学望远镜竞相发展的先进信标源。钠信标光源按照其运转方式，可分为连续波和准连续微秒脉冲两种。相比连续波钠信标，准连续微秒脉冲钠信标可采用时间选通技术，消除低层大气的瑞利散射噪音，实现高信噪比、高精度的波前探测。自适应光学校正要求激光能够高效激发大气电离层的钠原子，获得高的回波光子数，即产生高亮度的钠导引星，而大气电离层中钠原子密度是一定的，仅依靠优化激光功率、光束质量、偏振度等参数对提高钠导引星亮度有限，通过激光精密对准钠原子实现D2a和D2b双峰谱线同时激发可大大提高钠导星的亮度，但这对钠信标光源的要求很高，难度大。 本论文深入研究了双峰谱型匹配微秒脉冲钠信标固体激光的关键技术，主要包括基频光种子源技术、多程行波放大技术、高效腔外和频技术、频率稳定控制技术、及激光谱型调控技术等，取得了重要进展，创新性成果主要如下: 1.研制出窄线宽、可调谐、微秒脉冲的环形腔和扭转模腔种子源。采用高功率准连续侧面泵浦激光头、热管理与热效应补偿、线宽压窄及波长控制、弛豫振荡抑制、谐振腔优化设计等技术，对比研究了环形腔和扭转模腔产生窄线宽可调谐微秒脉冲基频光的实验结果，环形腔振荡器获得平均功率24.3W，光束质量M2=1.25的1319nm激光输出和平均功率34.8W，光束质量M2=1.17的1064nm激光输出;扭转模腔振荡器获得平均功率27.6W，光束质量M2=1.21的1319nm激光输出和平均功率36.4W，光束质量M2=1.16的1064nm激光输出。 2.研制出高功率高光束质量行波放大器。通过空间模式匹配、时域匹配、空间滤波、双程放大等技术，将环形腔1319nm和1064nm基频光功率放大到73.8W-M2=1.91和94.8W-M2=1.51;将扭转模腔1319nm与1064nm基频光输出功率放大到77.5W-M2=1.97和102.7W-M2=1.53。 3.研制出高功率双峰谱型匹配微秒脉冲钠信标激光。采用环形腔种子源功率再放大的腔外和频技术，获得了65W@500Hz准连续微秒脉冲589nm钠激光输出，光束质量M2=1.38，线宽～0.34GHz，波长漂移±0.28GHz。采用扭转模腔种子源功率再放大的腔外和频技术，将钠信标激光输出功率提高到84W@400Hz，其光束质量M2=1.4，线宽～0.4GHz，波长漂移±0.35GHz。利用相位电光调制器将部分功率的激光从主频D2a线调制到D2b线上，国际上首次实现双峰谱型匹配微秒脉冲钠信标激光输出。 4.双峰谱型匹配微秒脉冲钠信标样机研制及外场测试。采用环形腔激光方案，成功研制出单层机械结构的钠信标工程样机，于国家天文台开展了激光钠导星外场测试，产生了回波光子数大于1820photons/cm2/s的高亮度钠导星，这是国际上采用准连续钠信标激光器获得的最高亮度，实现了国内此领域的重要突破;于云南天文台完成与1.8米望远镜对接和观测任务，国内首次实现对恒星的自适应光学闭环校正，高分辨率成像。我们对样机的机械结构进行优化，并采用扭转模腔激光方案，成功研制出更紧凑、便携、上下双层结构的钠信标实用化样机，并于云南天文台进行与望远镜联机实验研究。 5.首次突破百瓦级钠信标激光。通过偏振时序合成两路500Hz-50W级脉冲钠激光，国际上首次实现百瓦级准连续589nm钠信标激光输出，其意义重大，可用于多导星群自适应光学系统，扩大望远镜观测视场，大大促进天文学发展。