大能量钕玻璃激光器主要应用于大能量激光武器、激光冲击强化和计量测试等领域。与Nd∶YAG相比，磷酸盐钕玻璃具有荧光寿命长、储能效果好、吸收光谱带宽、基质热导率低、利于泵浦光吸收、材料尺寸大等特点，最重要的是适合作为大能量、低重复频率激光器的工作物质。　　本文首先以四能级系统速率方程为理论基础，介绍了钕玻璃激光器的工作原理，并且详细分析和计算钕玻璃激光器工作阈值和输出能量。通过理论分析，完成了激光器增益介质、泵浦源、聚光腔类型、谐振腔类型的选择。应用Zemax软件建立了不同结构的反射腔体模型，并对聚光腔模型进行光线追迹。分析了不同泵浦结构参数下聚光腔内钕玻璃激光棒的泵浦光场均匀性，验证和优化聚光腔的设计。最终通过优化设计，确定脉冲氙灯和激光棒的最佳位置，获得具有较好泵浦均匀性的聚光腔结构，完成钕玻璃激光器的设计。　　激光器电源是激光器稳定性输出的关键因素，本文首先从激光器电源主电路组成结构进行分析，然后对电源主电路中的整流电路、半桥谐振逆变电路、变压器等电路进行理论分析和设计。采用Matlab软件中的Simulink对电源主电路进行电路仿真。根据示波器模块输出信号的波形，优化激光电源主电路参数设计。最后，采用TL494型片设计电源的控制电路，使得电源的输出电压满足稳定输出的设计要求。　　根据激光器和激光电源的设计方案，最终研制出一台输出单脉冲能量为200J、脉宽为2ms的钕玻璃激光器。激光器输出激光的不稳定性小于1％，激光光束质量M2为7.36。