高功率固体激光器已经广泛应用于工业加工、材料处理、军事等多方面领域,特别是二极管抽运固体激光器(DPSSL)与传统闪光灯抽运比较,具有效率高、寿命长,结构紧凑等优点,已经具有逐步取代闪光灯抽运固体激光器的趋势.但是固体激光器的功率提高受到很多限制,尤其是如何克服热效应(包括热透镜效应、热致退偏效应等)的影响,是人们一直不断研究的重点.虽然二极管抽运取代闪光灯抽运,可以大大降低热效应,但是在高平均功率输出情况下,热效应的影响仍然严重.采用多激光束和束是获得高功率激光输出、高光束质量的一种可行的手段,人们已经进行了很多这方面的研究,其中包括激光器并联和束方法、串并联和束方法、振荡器-功率放大(MOPA)和束方法等.其中涉及到的关键技术很多,如脉冲调Q、谐振腔设计、激光器工作介质选择、热效应补偿以及用相位共轭技术(如SBS)补偿波形畸变等等,本文针对这些关键技术重点研究了以下几个方面:(1)比较了考虑与不考虑激光下能级弛豫过程的两种形式的调Q速率方程.(2)分析了二极管端面脉冲抽运Yb:YAG的速率方程,解出了双程抽运情况下的净量子效率,考虑了放大自发辐射对于Yb:YAG能量存储的影响,计算结果对于设计Yb:YAG调Q激光器以及激光放大器具有一定的参考作用.(3)在几何光学的基础上设计了变反射镜谐振腔激光器,并利用衍射光学理论,将腔内光束模式满足的方程表为易于通过快速傅立叶变换迭代求解的形式,以高斯型、超高斯型变反射镜为例,求出激光在反射镜、输出镜、近场、远场光场分布的三维数值解,为变反射镜谐振腔设计提供直观的参考.(4)设计了双板条串联固体激光器,并计算了输出激光的光场强度.研究了双板条并联及三板条并联激光器的近场及远场光场分布.(5)研究了受激布里渊散射(SBS)相位共轭技术在高功率激光器中,尤其是MOPA系统中,散射脉冲的物理规律.(6)设计了两种配有SBS的MOPA和束系统,一种采用非相干和束方案,另一种采用相干和束方案.