由于激光二极管(LD)泵浦的全固态激光器(all-solid-state lasers)具有效率高、结构紧凑、工作稳定、寿命长和全固化等特点，在材料加工、军事、医疗、科研等方面获得了日益广泛的应用。但是由于激光工作物质吸收泵浦能量而在激光晶体内产生一定的温度梯度，并且由于端面形变和热效应引起的激光晶体折射率的变化导致热透镜效应，影响了激光光束的质量，给激光器的设计带来了困难。在高功率的全固体激光器的研究中，目标主要集中在提高输出功率、改善光束质量、提高激光器的整体效率等方面。近年来，随着半导体激光器输出功率的不断提高和光纤耦合输出技术的不断发展，人们已经可以得到很强的泵浦功率。这时，热效应就成为阻碍获得更高输出功率以及更好光束质量的关键障碍之一，所以研究和消除这种热效应成为当今一个重要的研究方向。本文从实际应用出发，建立了矩形截面激光晶体的热模型，通过求解热传导泊松(Possion)方程，得到了矩形截面Nd：YVO4、Nd：GdYVO4及Nd：GdVO4晶体的温度场分布和泵浦端面的热形变量，计算了由泵浦端面热形变引起的光程差和总的光程差。 双光子吸收有机材料在光限幅、光稳幅、频率上转换激光、三维微加工、三维光信息存储、荧光显微术以及光动力学医疗等高科技领域中得到广泛应用，引起了国内外科学家的高度重视。而双光子吸收是一种高阶过程，只有在很强的入射光作用下才能使材料发生明显的双光子吸收。双光子吸收截面是双光子吸收材料一个非常重要的特性参数，它标志了吸收双光子能力的强弱，决定了双光子材料的应用前景。因此对双光子吸收截面测量方法的进一步研究具有非常重要的意义。本文在双光子吸收理论和Z-Scan法的理论基础上，研究了有机溶液的双光子吸收截面Z-Scan测量方法。 其主要内容可概括如下： 1.首先对LD泵浦的全固态激光器的发展历程进行了简要回顾，介绍了全固态激光器的主要特性； 2.根据激光晶体热效应的基本理论，建立了热效应理论模型，计算了由端面形变引起的光程差和总的光程差。介绍了影响激光晶体热透镜效应的因素。 3.建立了矩形截面激光晶体的热模型，通过求解热传导泊松(Possion)方程，得到了矩形截面Nd：YVO4、Nd：GdYVO4及Nd：GdVO4晶体的温度场分布和泵浦端面的热形变，计算了由泵浦端面热形变引起的光程差和总的光程差。当泵浦功率Pin=13W，泵浦光斑Wp=320μm时Nd：YVO4、Nd：GdYVO4及Nd：GdYVO4晶体由端面热形变引起的最大光程差分别为0.997μm和0.932μm及0.829μm，总的光程差最大为1.7μm和1.3μm及2.11μm。研究表明，对于大功率全固态激光器，由端面热形变引起的光程差对晶体热焦距有较大影响，这对改善激光器的性能、研究激光晶体的热效应具有非常重要的意义。 4回顾了双光子吸收的研究历史及发展过程，简要介绍了双光子吸收的基本原理，总结了双光子技术的主要应用，对双光子过程及双光子吸收截面的理论进行了深入研究。本章按照单光束Z-scan法，利用飞秒激光对Rb甲醇溶液的双光子吸收截面进行了测量研究，详细研究了光强大小对实验结果的影响，通过对样品池和溶剂进行Z扫描，排除了样品池和溶剂发生非线性吸收带来的误差，利用薄样品理论对测量数据进行计算处理，所得结果与其他方法测得的结果相吻合，证明了此实验方法对有机溶液的测量和处理的合理性和有效性。