固体激光器具有输出能量大、峰值功率高、器件结构紧凑、便于光纤耦合等优点,广泛应用于材料加工,科学研究和国防军事等领域。随着固体激光器应领域的不断扩展,人们对大功率,高光束质量的固体激光器的需求越来越大。本文结合作者在企业研发大功率灯泵Nd:YAG激光器的实际经历,对大功率固体激光器的若干热点问题进行了研究。本文首先结合实际工作讨论了灯泵Nd:YAG激光器若干重要部件的选择和设计。灯泵固体激光器的理论已经很成熟,我们所要设计的激光器只是要求单次脉冲的能量尽量大(125J以上),符合激光加工行业的要求即可,对模式、光束质量等并没有特别要求,所以我们的工作集中在对激光器的基本部件的研究。我们首先设计了适合我们使用并有高聚光效率的聚光腔;然后通过对比实验筛选了激光棒、氙灯和出射镜等光学器件;最后对谐振腔腔长、冷却水温度等参数进行了优化,从而得到了符合我们要求的固体激光器。我们最终的产品实现了600瓦高功率运转,单次脉冲最大能量为125J,整机电光转化效率3%以上,实现了批量生产的要求。在实际工作中,我们发现激光谐振腔和介质热效应在大功率固体激光器工作中影响很大,所以本文针对这两方面做了一些工作。分析谐振腔的理论主要是积分衍射理论和光学传输矩阵理论,我们为了更好的描述高斯光束在谐振腔内的能量分布,通过Simulink模拟软件建立了高斯光束的仿真系统,通过该系统,可以仿真出不同腔型(不同的腔长和腔镜焦半径)下高斯光束的形状,本系统可以提高谐振腔设计的效率;热效应是制约固体激光器高功率运转的主要瓶颈,虽然采用热容方式工作的激光器能改善热效应带来的不良影响,但始终不能彻底解决这一问题。我们通过有限元法对激光介质内的热现象进行了简要分析,然后使用有限元分析软件ANSYS搭建了激光棒热分析模型,通过该模型,可以仿真出不同泵浦功率和不同冷却条件下激光棒内部的温度云图和应力云图。这种分析激光介质热效应的方法同样可以应用于气体激光器和半导体激光器等。