四方结构的稀土正磷酸盐晶体因其极高的化学稳定性,可望成为三价稀土激活离子的理想基质材料,由此发展性能优异的新型激光晶体。本论文工作中,我们对近年来出现的、可由高温溶液法生长的掺Yb正磷酸镥（Yb:LuPO₄）薄片晶体和微型棒状晶体的连续波激光性质以及被动调Q、声光调Q脉冲激光特性开展了较为全面、系统的实验研究,获得了一系列有创新意义的研究结果。利用0.3 mm厚的薄片晶体,实现了Yb:LuPO₄微片激光器的高效率连续波和被动调Q脉冲运转。在晶体吸收泵浦功率为2.37 W时,所产生的连续波输出功率为1.45 W,相应的斜率效率达73%;以Cr⁴⁺:YAG晶体作为可饱和吸收体的被动调Q脉冲激光运转中,所产生的最大平均功率为0.53 W,相应的单脉冲能量、脉冲宽度和峰值功率分别为22.3μJ、4.0 ns和5.6 kW。利用简单的平凹谐振腔,在半导体激光器纵向泵浦条件下,实现了Yb:LuPO₄微型棒状晶体在1005.0-1012.5 nm波长范围内的被动调Q脉冲激光运转。在脉冲重复频率为166.7 kHz时所产生的平均输出功率达到7.2 W,相应的光-光转换效率和斜率效率分别为38.5%和45%。使用更高的输出耦合透过率和更低的可饱和吸收体初始透过率,在19.2 kHz的重复频率下得到的平均功率为2.9 W,相应的单脉冲能量、脉冲宽度和峰值功率分别为151μJ、3.0 ns和50.3 kW。在1-50 kHz的重复频率范围内,实现了发射波长为1000-1010 nm的Yb:LuPO₄微型棒状晶体的高效率声光调Q脉冲激光运转。在50 kHz的重复频率下,所产生的最高平均功率为6.55 W,斜率效率为40%;而在2kHz的低重复频率下,最大平均输出功率也达1.43 W,相应的单脉冲能量、脉冲宽度和峰值功率分别为0.715 mJ、12.5 ns和57.2 kW。