皮秒超短脉冲具有脉冲宽度窄，峰值功率高，光谱带宽窄，重复频率高等优点，在激光精细加工、非线性频率变换等众多领域具有广泛的应用。本论文主要介绍以Nd：YVO4晶体为增益介质的全固态皮秒激光器的研制工作。首先采用SESAM被动锁模技术产生皮秒脉冲；然后通过皮秒再生放大技术压缩脉冲重复频率，提高脉冲能量；之后进入功率放大部分提高激光器的整体输出功率，最后通过频率变换技术达到所需波长。主要内容有：　　 1)介绍了研制的全固态Nd：YVO4/SESAM连续锁模皮秒振荡器。从锁模的基本原理出发，分析了SESAM实现锁模的基本过程，讨论了利用SESAM抑制调Q锁模实现连续锁模的方法。通过理论模拟选择振荡器腔型对调Q锁模进行抑制，在泵浦功率为3W时，振荡器获得了重复频率80.65MHz，脉宽10ps，功率0.86W的稳定连续锁模，光-光的转化效率达到29％。　　 2)介绍了研制的100kHz和10kHz皮秒再生放大器。首先介绍了再生放大器的基本理论，建立并简化了再生放大过程泵浦阶段和放大阶段的速率方程。计算模拟了实验中采用的对称W型再生腔。　　 在100kHz再生放大中，通过调节脉冲在再生腔内的往返次数抑制了倍周期分叉现象，分析了再生腔损耗对再生腔输出功率的影响。在泵浦功率为30W时，通过选取最优的往返次数获得了功率为5.3W的高脉冲稳定性的再生输出，脉冲稳定性均方根值小于2％。　　 在10kHz再生放大中，单级电光选单系统的再生放大器输出脉冲会伴随着连续脉冲背底。实验中通过衰减输入再生放大器中的种子功率，降低连续脉冲背底的影响。在泵浦功率为23W时，获得了3W的再生输出，光-光转换效率为13％。　　 3)通过功率放大技术进一步提高激光功率。采用LD端面泵浦Nd：YVO4晶体对100kHz再生放大后的皮秒脉冲进行双程功率放大，实现了11.5W皮秒激光输出。在研制的10kHz皮秒再生放大器基础上，采用三级LD端面泵浦Nd：YVO4晶体进行单程功率放大实现15W皮秒激光输出。　　 4)皮秒脉冲非线性频率变换技术实验研究。采用Ⅱ类相位匹配的KTP晶体对放大后的100kHz皮秒激光进行腔外倍频，最终实现了6.5W，532nm绿光输出，倍频转换效率56.5％。在重复频率10kHz皮秒功率放大器的基础上，采用Ⅰ类相位匹配的LBO晶体进行腔外倍频，实现10.58W的532nm绿光输出，倍频转换效率为70.5％；采用Ⅱ类相位匹配的LBO晶体进行进一步和频处理，得到了4w的355nm紫外激光，三倍频光-光转换效率达26.7％，紫外光光束质量M2≤1.6。