针对角抽运复合板条激光器提出了一种新颖的热焦距计算方法。考虑到传统计算方法中一般采用均匀分布或指数衰减分布来表征热源分布，计算出的热焦距与实验值相差较大，不利于腔型设计的情况，采用Tracepro光学追迹软件追迹抽运光被耦合进入板条角面后，经过多次全反射在激光介质内传播的全过程，得到激光介质内热源的精确分布，求解稳态温度分布，再求出热透镜焦距。采用新方法计算出的热焦距与实验结果吻合良好，精确度明显高于传统方法。新方法简单实用，普适性强，可广泛应用于其他各类常见固体激光器。

基于Zemax软件下的非序列模式(non-sequential mode)光线追迹法，分别模拟复合结构板条介质抽运端面和掺杂介质区工作端面上的光强度分布。由追迹结果可知，经过整形，在抽运面强度分布均匀的抽运光束经过非掺杂介质区传播到掺杂介质工作端面后光束分布均匀性大大降低。研究表明复合结构板条介质中非掺杂介质区影响了抽运光束，即抽运光在非掺杂介质区传播过程中发生全内反射，导致部分光束在实际工作端面的部分区域发生叠加，从而致使实际工作端面抽运光束分布不均匀。最后，依据平面波导匀化理论，从改变非掺杂介质区长度和入射光束发散角大小角度出发，提出改善抽运光束均匀性的思路，并进行了模拟验证。

针对激光二极管(LD)角抽运复合晶体激光器,提出采用绝热槽热沉改善其热焦距不对称的问题,并进行了理论数值计算分析和相关验证实验。分析结果表明,当绝热槽尺寸为0.325 mm×2 mm×14 mm时,复合晶体在宽度和厚度的热焦距基本相等。实验证明在采用绝热槽热沉的情况下,两方向热焦距比由原来的3.86倍缩小到2.19倍,一定程度上补偿了两方向热焦距非对称性,同时提出,考虑端面效应和提高绝热槽加工精度可以进一步使两方向热焦距大致对称。

为了提高二极管抽运Yb∶YAG／YAG复合板条激光器的输出光束质量，研究了复合板条内的热透镜效应，分析了复合板条在宽度和厚度方向的热透镜焦距，以及热透镜对谐振腔模式的影响，设计了混合谐振腔，并对该谐振腔输出光束质量进行了分析。采用角抽运复合板条方法，实现了千瓦级Yb∶YAG／YAG复合板条激光器连续运转。采用CCD照相法测量了输出激光的光束质量，在500W连续输出时，光束质量M²因子在板条宽度方向和厚度方向分别优于20和5。实验结果表明，在复合板条激光器中可以采用混合谐振腔获得较好光束质量的激光输出。