掺Yb稀土钙氧硼酸盐晶体是一类重要的Yb离子激光材料。这类晶体中的Yb离子有着很大的基态Stark能级分裂、很长的荧光寿命和很小的受激发射截面,容易实现低阈值、高效率和高功率的连续波激光运转,也可通过调Q获得高能量脉冲激光输出。Yb:LaCa₄O（BO₃）₃（Yb:LaCOB）是一种相对较新的掺Yb稀土钙氧硼酸盐晶体。目前,由Yb:LaCOB晶体产生的连续波激光功率限于2-3W水平;而关于其脉冲激光性质的研究仍属空白。本论文工作中,我们对Yb:La COB晶体的生长和激光性质做了较为深入的实验研究,利用提拉法生长出了高光学质量的大尺寸晶体,在半导体激光器泵浦条件下获得了高功率和高效率的连续波激光输出,并实现了以Cr⁴⁺:YAG、二维MoTe₂、MoS₂以及二维Bi₂Te₃拓扑绝缘体为可饱和吸收体的被动调Q脉冲激光运转。利用沿X、Y和Z三个光学主轴切向的样品,研究了Yb:LaCOB晶体的连续波激光性质及其各向异性。X-和Z-切向晶体的激光性质相差不大,产生的输出功率可达7-W水平,激光斜率效率为54%-58%;Y-切向晶体产生的最大输出功率为11.0 W,光-光转换效率和斜率效率分别为62%和67%。更重要的是,Y-切向晶体的激光运转呈现复杂的偏振态变化行为。在一定的谐振腔输出透过率下,可实现整个泵浦范围内的双偏振态激光运转,输出功率超过10W。利用平行平面腔,实现了由初始透过率为99.3%的Cr⁴⁺:YAG可饱和吸收体引起的Yb:LaCOB晶体的稳定被动调Q激光运转;在71kHz的重复率下产生的脉冲输出功率达到3.8W,斜率效率为49%。利用平行平面腔,在10%-95%的输出透过率范围内,实现了Yb:LaCOB晶体的二维MoTe₂被动调Q激光运转;产生的脉冲输出功率可达2.11W,重复率为357kHz,而斜率效率为32%;获得的最大脉冲能量、最小脉冲宽度和最高峰值功率分别为6.6μJ、103ns和52.4W。由二维MoS₂被动调Q产生的脉冲输出功率为1.61W,相应的脉冲能量、脉冲宽度和峰值功率分别为4.1μJ、220ns和18.6W。通过由特殊镀膜腔镜抑制Yb:LaCOB晶体主发射带的高增益激光振荡,实现了1.07-1.08mm长波边带内的二维Bi₂Te₃被动调Q激光运转。在140kHz的低重复率下,脉冲输出功率可达1.76W,斜率效率为38%;相应的脉冲能量、脉冲宽度和峰值功率分别为12.6μJ、288ns和43.8W。