碱金属蒸气激光器是以碱金属的原子饱和蒸气为激光增益介质,采用光泵浦的泵浦方式。与其它传统的高功率激光器相比,具有其自身的突出优点和较好的综合性能。该种激光器本身具有很高的量子效率,同时兼具固体激光器和气体激光器的优点,并且激光器的输出波长接近于大气窗口,更因其激光增益介质为气体而易于流动散热。在未来高功率激光领域有着巨大的发展潜力,在军事和航空航天领域、激光加工、基础物理研究和医疗等领域具有非常好的应用前景,因此迅速地受到很多研究人员的广泛关注,成为了激光器研究领域的一个新的研究方向与热点。本文对窄线宽可调谐激光纵向泵浦碱金属铷蒸气激光器进行了理论和实验方面的研究。在理论研究方面,首先分析了碱金属原子的能级特性,针对碱金属蒸气激光器存在的问题,提出了几种解决方案,解释了缓冲气体在碱金属蒸气激光器运行中起到的碰撞加宽和能级碰撞弛豫作用。依据激光三能级速率方程,从理论上分析了缓冲气体和增益介质温度等参数对含有烃类气体和无烃类气体两种激光器系统输出性能的影响,为纵向光泵碱金属铷蒸气激光系统的实验研究提供了理论指导。其次介绍了准分子激光器的基本原理和碱金属-稀有气体准分子激光器的运转方式。根据碱金属-稀有气体准分子激光的四能级体系速率方程,计算分析了缓冲气体、增益介质的长度和工作温度等参数对Rb-Ar和Rb-Kr两种准分子激光系统输出性能的影响,为纵向光泵Rb-Ar准分子激光系统的实验研究提供理论依据。在实验研究方面,依据钛蓝宝石晶体的物理性质和光谱特性,开展了在室温下运转工作的高功率窄线宽可调谐纳秒掺钛蓝宝石激光输出实验。实验研究中采用532 nm倍频激光作为泵浦光源,在激光谐振腔内加入棱镜和双折射滤光片,对掺钛蓝宝石激光的输出中心波长进行调谐,同时压缩其线宽。实验得到的掺钛蓝宝石激光的输出波长、线宽和功率完全符合碱金属Rb蒸气激光输出实验对泵浦光源的要求。并可通过调谐棱镜和双折射滤光片,获得符合Rb-Ar准分子激光系统泵浦光源要求的输出激光。采用此掺钛蓝宝石激光系统作为泵浦光源,分别对纵向光泵碱金属铷蒸气激光系统和Rb-Ar准分子激光系统展开了实验研究。在纵向光泵碱金属铷蒸气激光系统的实验研究中,设计了可更换激光增益介质和反复充气的碱金属蒸气池,配套了缓冲气体循环充气系统。建立了纵向光泵碱金属蒸气激光输出系统。泵浦激光中心波长为780 nm,单面纵向泵浦Rb-He-methane增益介质,获得了波长为795 nm的铷激光输出。分析了造成碱金属铷激光系统输出效率较低的主要原因,提出了简要的解决方法,并且针对改进后的激光系统进行了实验研究。研究纵向光泵碱金属Rb-Ar准分子激光实验时,作为泵浦光源的掺钛蓝宝石激光的输出中心波长调谐为755 nm。在蒸气池内充入Rb-Ar混合气体,单面纵向泵浦Rb-Ar准分子,得到了波长为780 nm的激光输出。同时调谐泵浦光中心波长从754 nm到759 nm变化,测量出了Rb-Ar准分子的吸收伴峰值宽度,验证了宽带泵浦碱金属-稀有气体准分子激光输出的可行性。最后分析了造成Rb-Ar准分子激光系统输出效率非常低的主要原因,提供了解决问题的方法。