本文对掺Pr³⁺晶体激光的特性进行了研究。Pr属于稀土元素,它的三价离子丰富的能级结构决定了其在可见光波段能够产生若干种不同波长的跃迁,而可见光激光在诸多域都具有重要的应用价值;另一方面,全固态激光器因其小型化、高效率、长寿命和稳定性好等优点,成为近年来激光领域研究的热点。因而掺Pr³⁺晶体在全固态可见光激光领域具有独特的优势。本文希望通过对掺Pr³⁺晶体激光特性的研究,为固体激光器的发展以及人们探索新激光波长的工作做出一定贡献。论文测量了Pr³⁺:YLF的荧光谱,结果显示Pr³⁺:YLF晶体存在七条主要的发射谱线,波长分别位于479.3nm、522.7nm、546.1nm、607.1nm、639.4nm、697.5nm和720.8nm附近,并且最强的发射谱线位于607nm和640nm附近,说明Pr³⁺:YLF晶体作为可见光激光器的工作介质是可行的;测量了Pr³⁺:YLF的吸收谱,显示Pr³⁺:YLF晶体存在五个较强的吸收峰,对应波长分别是442nm,467nm,479nm,584nm,596nm,其中最强吸收峰位于442nm处,这为合理选择泵浦波长提供了依据。在实验之前,从四能级速率方程出发,采用数值模拟的方法对Pr³⁺:YLF激光器进行了初步的设计,主要研究了晶体长度和激光器腔输出镜透过率对激光输出功率的影响,找出了对应不同晶体长度下输出镜透过率的最优值,使得激光输出功率最大。最后,Pr³⁺:YLF晶体输出激光实验成功。在染料激光器442nm脉冲激光泵浦下,实验中获得640nm红色激光的最高能量为142μJ。同时测量了在输出镜透过率分别为3%,5%,7%,10%时输出激光的能量和斜效率,并和模拟结果对比,指出了异同的原因,为今后如何改善Pr³⁺:YLF激光器提供了参考。