高光束质量、大功率的固体激光器是当前全固态激光器研究的前沿课题。由于热效应的存在,导致了激光器的光束质量变差,输出功率下降,是限制基模输出功率的主要因素。因此有效降低热效应及其影响的研究也成为固体激光技术中的一个重要方向。在光束振荡过程中,凹面腔镜会引入一个负球差项,利用凹面腔镜引入的球差与谐振腔内热球差相叠加,在不附加其它光学元件的前提下,可实现对激光晶体热效应的补偿,进而获得高光束质量、高功率的输出激光。相较于当前的谐振腔内插入补偿元件或多级补偿的结构,这种降低热效应影响的方法既能提高光束质量,又能保证谐振腔有较低的失调灵敏度,减少腔内损耗。本论文通过开展凹面腔镜对LD端面泵浦激光器球差的影响的理论和实验的研究,为高光束质量、高功率固体激光器的输出特性优化研究开辟了一种新思路,为激光器的热效应的有效降低提供理论基础。论文主要研究内容包括以下三个方面:基于热效应理论,分析激光晶体的热球差特性,讨论热球差的影响因素;建立含有凹面腔镜的谐振腔的动力学模型并分析其特性;分析并验证凹面腔镜对谐振腔球差的影响。为了研究球差对激光器的影响,本文基于热效应理论,对激光晶体所产生的球差进行了理论分析。基于热传导方程,分析激光晶体的温度分布。对激光晶体热透镜效应下的球差特性进行分析发现,泵浦不均度因子β会对球差零点的位置产生影响。β＜0时,β的绝对值越大,球差零点所在位置对应的泵浦功率越高。当β＞0时,球差零点不存在。建立凹面腔镜的球差模型,发现当曲率中心位于光阑处时,凹面腔镜会引入一个负球差项。建立含有凹面腔镜的谐振腔的动力学模型,采用等效g参数概念,模拟分析谐振腔的动力稳定区范围。分析含有凹面腔镜对激光晶体热球差的影响,讨论凹面镜作为输出镜对热球差的补偿作用,并分析谐振腔的光束质量的变化。基于以上研究,采用凹面镜作为谐振腔的输出镜,进行凹面镜对谐振腔球差影响的实验研究。利用凹面镜在一定泵浦下时所产生的球差与晶体的热球差相互叠加,从而降低热球差对光束质量下降带来的影响。设计并验证不同参数（曲率半径和透过率）的凹面腔镜对热球差的影响。实验中分别采用了透过率为32%和15%,曲率半径为500 mm和5000 mm的凹面镜作为输出镜,搭建平-凹非对称腔的实验,对晶体端面与输出镜端面的波前信息进行测量,分析其随泵浦功率的变化。实验结果表明,在相同泵浦功率,相同透过率条件下,凹面腔镜的曲率半径越小,对热效应的补偿效果越好,谐振腔的输出激光光束质量越好;在相同曲率半径的条件下,凹面腔镜的透过率越大,对热效应的补偿效果越好。验证了平-凹腔在一定泵浦范围内能够提高激光输出光束的光束质量,对谐振腔球差起到积极作用。与理论分析相一致。