?高功率、高亮度激光有著極其重要的應用價值。固體熱容激光器以其獨特的運轉方式，有效避免了實時冷卻固體激光器中由于冷卻梯度造成的各種不良熱效應，有望成為實現(xiàn)電激勵、節(jié)能型、高平均功率、高亮度激光輸出的有效手段之一。 熱管理系統(tǒng)是熱容方式工作激光系統(tǒng)最關鍵的子模塊之一，如何有效管理并合理控制激光介質在周期性抽運負載作用下產生的廢熱，是一個亟待解決的新穎課題。本論文主要針對固體熱容激光器增益介質的瞬態(tài)熱致效應及熱管理系統(tǒng)的原理設計展開研究，主要貢獻或創(chuàng)新點如下： 1）、結合固體熱容激光器的技術特點，系統(tǒng)地分析了目前國內外關于固體熱容激光器（SSHCL）的最新技術進展及發(fā)展趨勢。基于SSHCL總體設計方案，對構成該激光系統(tǒng)的原理設計方案及其總體設計中的功率標定等問題進行了闡述。 2）、基于傳熱學理論，建立了固體熱容激光介質在抽運光熱作用下描述其內部熱分布的數(shù)學模型；借助有限元仿真軟件ANSYS，對幾種摻釹激光介質在熱容方式下的熱力學特性進行了數(shù)值模擬，重點對雙側對稱激光二極管陣列抽運摻釹釓鎵石榴石激光晶體（Nd:GGG）在熱容工作下的瞬態(tài)溫度場及應力場進行深入的研究，分析了多種復雜邊界條件下熱致效應對激光輸出特性的影響?？偨Y出高功率全固態(tài)激光系統(tǒng)在熱容運轉方式下受熱負載的規(guī)律。 3）、通過模擬計算熱容激光介質在冷卻階段中，不同冷卻方式下的溫度及熱致效應的變化過程，以及冷卻相關參數(shù)對換熱效果的影響，研究了適用于熱容板條固體激光器的冷卻手段，總結出SSHCL冷卻階段激光增益介質的冷卻特性。 4）、通過分析熱容激光介質的冷卻特性，結合實際激光器件的構型，提出了一套能實現(xiàn)板條熱容激光介質良好熱流控制和高效冷卻的熱管理系統(tǒng)方案。通過數(shù)值模擬，驗證了該方案的可行性。 5）、提出了一種薄片激光器熱管理結構的設計方案。該結構由雙薄片激光增益介質及雙金剛石熱沉組成，冷卻介質在兩片金剛石熱沉之間形成的冷卻通道內流通。通過計算，將其與其它熱管理結構的冷卻效果進行對比，驗證了該熱管理結構的可行性。它適合于實時冷卻方式運轉的薄片激光器，具有易于實現(xiàn)模塊化和功率的定標放大等特點。 本論文的研究工作將為高功率、大能量固體熱容激光系統(tǒng)的總體設計特別是熱管理系統(tǒng)的設計提供重要的、可供參考的依據(jù)，同時對實時冷卻方式工作的激光系統(tǒng)也具有重要的參考價值。