近年来，高功率半导体泵浦激光器利用其输出波长的固定特性，逐步取代了传统的氙灯和氪灯对激光晶体进行泵浦，成为国际上应用范围最广，发展速度最快的新型激光器。它具有输出稳定，效率高，使用周期长，结构紧凑，使用方便等优点，已经成为国际上研究和开发的热点和趋势。目前在环境监测，医疗卫生，宇宙探索等高科技领域有着广泛的应用前景。现在，随着激光技术的不断发展与日益成熟，显著提高了激光器的光束质量，增加了其稳定性，获得了越来越大的输出功率，而脉宽却在不断降低，生产成本越来越低。然而在光束质量不断增强激光器输出功率不断提高的基础之上，泵浦激光器所产生的热效应越来越成为制约其进一步发展与完善的障碍，制约了激光器的输出特性，因此，对于激光晶体热效应的理论研究成为全固态激光器的热点。本文通过以钒酸盐晶体Nd:YVO₄,Nd:LuVO₄, Nd:GdYVO₄作为激光晶体的增益介质，分别实验模拟与理论研究，通过比较建立了更为合理的边界条件。主要内容如下所示：1.介绍半导体泵浦激光器的发展历史及研究现状，理论分析其工作原理，主要包括激光晶体的激励方式，固体激光的工作物质，光泵浦系统，光泵浦热效应，固体激光的谐振腔等。2.首次试验研究了二极管泵浦钒酸盐晶体Nd:YVO₄，Nd:LuVO₄, Nd:GdYVO₄晶体在不同边界条件下内部的温度场分布，由此所导致的热焦距变化，以及与实验结果的误差。以Nd:YVO₄为例，在空气温度为16℃，抽运功率15W时，充分考虑侧面与端面对流时，晶体内部的温度峰值由不考虑侧面与端面对流时的205.67℃，变为188.84℃，热效应显著降低，同时热焦距由19.85cm变为25.85cm，与实验值更为接近。3.分析晶体热效应产生的原理以及导致的危害，如何降低晶体的热效应。通过对热传导理论的分析与概括，得出了圆柱形晶体与方形晶体温度场的分布情况，进一步推导得出晶体热透镜焦距的计算方式。4.通过对圆柱形晶体Nd:YAG与方形晶体Nd:YVO₄综合比较，我们得出，在晶体边界条件产生变化时，晶体的温度场分布会显著不同，晶体内部中心温度会有较大变化，边界温度也稍有变化，热焦距也会不同。理论分析与试验数据进行比较表明：无论是各向同性的圆柱形晶体还是各向异性的方形晶体，在考虑其边界对流传热时，晶体的中心场温度显著增加，相应的边界温度也有所提高，但变化幅度较小，同时热焦距也有小幅度的提高；而在同时考虑侧面对流与端面导热的情况下，晶体的中心场温度有所降低，热焦距有所增加，并且随着泵浦抽运功率的增大或减小，相应的晶体温度场中心温度成正比例变化，但温度差会随功率增高而变大，相应的热焦距也会变大，晶体的热效应越强，而减小晶体的半径或者增加其对流传热系数，相应的中心温度与热焦距会降低，热效应显著减小