激光热效应是钬激光治疗输尿管结石的主要机理。钬激光直接作用于结石,在其表面产生高温,导致结石化学成份热分解,从而达到碎石的目的。相对于其它利用激光诱导等离子体及空化作用等光机械效应碎石的脉冲激光碎石机,钬激光碎石机具有较大的优势,必将成为输尿管结石的一种重要的治疗手段。本文针对输尿管结石,详细地讨论了现有的几种治疗手段,并分析了钬激光器的碎石机理及优势。在医用钬激光器系统的设计中,本文分析了Cr,Tm,Ho:YAG激光晶体的泵浦机制以及Cr3+离子和Tm3+离子的敏化作用;对单椭圆聚光腔的几何结构参数进行了优化设计,分析了聚光效率及泵浦均匀度,并对聚光腔的反射层材料进行了选择;对脉冲氙灯的放电电路进行了仿真分析,并设计了脉冲成形网络;对谐振腔的热稳定条件进行了分析,优化设计出热不敏感腔;设计了一种以半导体制冷器为制冷元件的冷却系统,并针对激光晶体和谐振腔镜片设计了一个干燥及密封设备,并在实验过程中取得了较理想的效果。基于以上这些工作,我们成功地研制出了一台用于输尿管碎石术的钬激光器。在该激光器的基础上,我们进行了大量的实验研究。分析了冷却温度、输出镜透过率、放电波形、放电脉冲半宽度和电流密度等因素对激光器输出特性的影响。钬激光器的输出特性与温度关系较大,在实验中着重分析了温度变化对激光器的阈值和斜效率的影响。在实验中还发现不同的放电情况对激光器的输出也具有较大的影响,文章进行了详细的分析,指出这种现象是由于不同的放电情况使闪光灯的发光光谱发生变化,而这种激光晶体对泵浦光进行了选择性吸收所导致的。文章的最后提出了对进一步工作的展望。