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本论文以大功率DPL及其频率变换实验研究为重点，结合理论分析，研究大功率高亮度(高光束质量)DPL激光产生以及热管理与光束质量改善问题，大基模体积热近非稳腔问题以及通过非线性频率转换实现从紫外到红外波段全固态激光等研究内容。
1.介绍了全固态激光器的历史和发展以及DPSSL的特点，综述了目前国内外在全固态激光器中热管理技术的进展。
2.从传热方程出发，详细地讨论了不同掺杂浓度、边界条件不同时的Nd:YVO4、Nd:YAG、Nd:GdVO4晶体在工作过程中晶体体内温度，利用Ansys软件进行系统分析，对实际工作状态下晶体的温度进行了分析，讨论了不考虑倍频晶体热效应和考虑倍频晶体热效应两种情况下的侧面泵浦绿光激光器的输出光束特性，为设计高效率运转、高光束质量的激光器提供了设计原则和努力方向。
3.研究了大功率准连续内腔倍频理论，分析了基频功率以及失配量对于倍频效率的影响，并根据内腔倍频理论得到最大功率达到100W的准连续绿光激光器，结合热分析原理中关于倍频晶体的热透镜原理，研制出光束质量因子为3、输出功率为16W的绿光激光器。
4.研究了Nd:YVO4晶体的914nm准三能级谱线的工作特点，分析了影响其激光效率的晶体长度、掺杂浓度、晶体温度、输出镜透过率等因素，成功研制了输出功率为4.2W的高功率连续波457nm蓝光激光器。
5.采用30W LD端面泵浦Nd:YVO4和I类非临界相位匹配LBO腔内倍频结构，获得了输出功率为9.4W的单端泵连续波绿光激光器，光-光转换效率达到31.3％。并且已经实现风冷的产业化设计。
6.分别以端泵Nd:YVO4腔外三倍频和侧泵Nd:YAG腔内三倍频两条技术路线实现了瓦级全固态声光调Q355nm紫外激光输出。在端泵腔外三倍频结构中，在基频光输出功率为7.28W时紫外激光输出功率达到了1.86W，红外到紫外的光光效率达到了25.5％。在侧泵腔内三倍频结构中，我们利用布氏棱镜的色散将紫外激光倒出腔外，解决了腔内三倍频紫外激光器腔镜镀膜难题，并获得了5.5W的准连续355nm紫外激光输出。