光泵外腔面发射半导体激光器综合了面发射半导体激光器能输出TEM<,00>模圆形光斑的优点和光泵固体激光器能输出高功率的优点，还可方便地进行腔内倍频和锁模运行，是一种新型实用的激光光源，在光时钟、光通信、激光显示、生化分析和激光医学等诸多领域有重要的应用。 简述了光泵外腔面发射半导体激光器的历史及其研究发展现状，在与传统面发射激光器和光泵固体激光器比较之下，明确了光泵外腔面发射半导体激光器的优点。 介绍了光泵外腔面发射半导体激光器相关的基本理论。对分布布拉格反射镜的反射率和反射带宽与膜系对数、入射角、膜层厚度的生长偏移的关系进行了数值模拟；对应变量子阱的能级结构、临界厚度和自发辐射谱及增益谱做了分析计算;对谐振微腔和反谐振微腔两种腔型中的电场分布及纵向限制因子做了理论介绍和数值分析；对光泵外腔面发射半导体激光器散热基本理论和具体措施作了简介；对光泵外腔面发射半导体激光器的输出特性进行了理论描述。 具体设计了光泵外腔面发射半导体激光器，对其特性进行了实验研究，对实验结果做了分析讨论。根据相关基本理论进行计算、综合、优化，确定了增益片中的DBR、量子阱组分、厚度和量子阱的个数，以及应力补偿层；选择了激光器的光腔参数、泵浦源以及最佳耦合输出率。实验研究了激光器的反射谱、边发射谱、面发射谱和激光光谱随温度和泵浦功率变化的特性，以及激光器的输出特性；结合实验结果对激光器的运转及热熄灭问题进行了总结。 介绍了激光超短脉冲的Thomson散射。用经典辐射理论处理周期量级激光脉冲的相对论Thomson散射，得到了它可产生阿秒脉冲的结论。对脉冲包络初相和电子进入光场初相对辐射脉冲的影响做了理论分析和讨论，提出了获得单一阿秒脉冲的方法。