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掺钕(Nd3+)激光增益介质具有高转换率并有着优良的热学性质,因此特别适用于微片激光器的工作场景。在各种实用场景中,双频微片激光器的频差是影响应用的关键参数之一,而其中激光增益介质材料、温度与谐振腔腔长等参数对双频微片激光器的频差有重要的影响。本文在此基础上,搭建了不同参数的Nd:Gd VO4和Nd:YVO4作为增益介质晶体的双频微片激光器,研究其频差温度特性及机理,然后针对Nd:YVO4双频微片激光器,研究其光束质量和模式特性。全文大致如下:（1）阐述了微片激光器的现实意义及应用前景,然后概述了微片激光器国内外的研究现状与发展趋势,最后介绍了论文的结构内容。（2）先简单描述了激光器的基本原理,并介绍了本实验中涉及的激光掺钕增益介质的参数和光学谐振腔。由于本文基于掺钕双频微片激光器进行实验,针对实验分析了纵模选频、四能级系统的速率方程组和模式竞争的相关原理。最后推导研究了振荡阈值和输出功率,并着重推导分析了腔内单程光子损耗和高斯光束的基本公式。（3）对不同参数的Nd:Gd VO4和Nd:YVO4双频微片激光器进行频差温度特性研究。首先探究了在不同腔长的掺钕双频微片激光器中,晶体温控温度对双频信号频差的影响。实验中腔长为0.5 mm、0.8 mm和1 mm的Nd:YVO4双频微片激光器频差随晶体温控温度的变化率分别为0.34 GHz/℃、0.12 GHz/℃和0.044 GHz/℃,且同腔长的Nd:YVO4和Nd:Gd VO4双频微片激光器频差随晶体温度的变化率相近。结果表明,对于不同腔长、不同材料的双频微片激光器,晶体温控温度与双频信号频差呈正相关,且腔长越小晶体温控温度对频差的影响更大。然后从晶体增益系数曲线的温度特性角度对上述问题进行了仿真,仿真与实验结果符合较好。结果表明,对于相同腔长的不同增益介质材料的双频微片激光器,增益系数曲线半高全宽Δv随温度变宽越剧烈,双频信号频差随晶体温控温度变化斜率也更大。（4）对1 mm腔长的Nd:YVO4双频微片激光器测量光强分布,对其光束质量进行计算分析,并研究其模式特性。先用光束分析仪采集Nd:YVO4双频微片激光器不同距离的光强分布图,计算出其束腰宽度和远场散射角,通过M2的计算公式计算光束质量并分析结果。计算出在X轴方向上的M2是3.06,Y轴方向上的M2是4.30,其平均光束质量因子M2为3.73,光束质量良好。接着用光束分析仪采集抽运光的光强分布图并分析,最后由平行平面腔模的迭代原理,利用抽运光实验数据,对形成自再现模的过程进行迭代仿真,分析仿真得到的抽运光在平面腔中模的形成图,并与实验数据对比,结果表明此为高阶模激光器。