用计算流体力学(CFD)方法对传导冷却端面抽运板条(CCEPS)激光器的多种水冷设计方案分别进行了流固耦合传热数值模拟，比较了流固耦合传热模拟和单纯的导热模拟结果的差别，对各种水冷设计方案进行综合比较，研究了冷却通道的尺寸、数量以及冷却水流量等因素对激光板条温度分布以及对热沉的流动阻力特性的影响。一般情况下，减小通道的特征尺寸，增加通道数目和冷却水的流量可以降低固液耦合界面的传热热阻，因此，微通道冷却方式比常规的空腔冷却和小通道冷却显著提高了总传热系数，降低了总热阻，可将发热部分的温度明显降低，但是微通道冷却方式必然造成较大的流动压力损失。

固体激光器中热效应引起的波前畸变影响了高光束质量、高功率的激光输出，限制了它在当代工业加工和科学研究领域的应用发展。以激光波前畸变的产生机理和传导冷却端面抽运板条激光器的优势为切入点，利用哈特曼夏克(H-S)波前探测器进行一系列的波前畸变测试。通过对静态波前畸变量、输出功率百瓦量级时的波前畸变量和输出功率千瓦量级的波前畸变量等结果进行数据分析，对实验进行反馈，提出改进意见，以期望进一步减少传导冷却端面抽运板条激光放大器的热效应。

针对四薄片串联结构，利用ABCD传输矩阵方法对谐振腔进行优化设计。采用四片Nd:YAG薄片串联，谐振腔采用双凹对称腔，实现了2.15 kW的激光输出，验证了激光二极管(LD)抽运薄片激光器的定标放大能力。

对用于高功率半导体激光器的叠片式微通道热沉进行方案设计，利用计算流体力学和数值传热学对各种方案进行数值仿真，研究了微通道的特征尺寸和流量等因素对冷却效果和流动阻力特性的影响，一般情况下，减小微通道的特征尺寸和增加冷却水的流量可以降低传热热阻，但增加了流动压力损失;另外对金刚石热扩散片（次热沉）的效果也进行了数值计算，计算结果表明:金刚石热扩散片在该类型问题中降低温度作用明显。

为研制高功率的板条功率放大模块, 对Nd:YAG板条激光器的增益介质的热结构进行了研究。采用有限元方法仿真了高功率激光二极管阵列端面抽运Nd:YAG板条介质的温度、应力分布, 数值模型考虑了抽运光在介质内的不均匀分布。结果表明,板条介质掺杂和未掺杂结合部位温度和应力最高, 是整个板条介质的薄弱环节, 应优化设计避免板条破裂。以此为参考设计高功率放大模块, 而后搭建激光放大链路, 种子光功率2.5 W, 通过一级预放模块四程放大后, 再经过四级功放模块双程放大, 实现了11 kW激光输出。实验中测量了高功率抽运条件下增益介质的温度分布,与数值仿真结果基本符合。

微型化激光二极管(LD)抽运高重复频率固体激光器在工程应用方面总是存在器件散热与体积之间的矛盾。窄脉宽激光二极管抽运技术的使用,不仅提高了产品的光电技术指标,而且将关键元器件的散热功率降到原先的30%,有效地解决了微型元器件散热与体积之间的矛盾,使激光器的整体性能有了显著提高。在工作重复频率2.5 kHz,抽运脉宽120 μs的条件下,实现了峰值功率12.1 kW,脉冲宽度约为7.7 ns,光束质量因子M2约为1.7的激光脉冲输出,并使激光器在－55～＋75 ℃温度条件下长期稳定工作。窄脉宽抽运技术使整机系统存在很大的拓展空间,在用户需要时可将工作重复频率提高到5 kHz,甚至更高。

介绍了小型化高重频声光Q开关DPL研制过程中的一些实验进展和相关产品样机.实验中,通过参数的优化选择,在激光二极管的泵浦峰值功率5W,重复频率2 500 Hz下得到脉冲能量为81.5 μJ,脉冲宽度约为7.4 ns的激光输出,此时激光器的峰值功率为11 kW,光光转换效率14%,光束质量因子M2约为2.1.