全固态激光器是以半导体激光器作抽运光源的,激光工作物质、泵浦源等部分均为固体物质构成的激光产生装置。由于它输出的激光具有转换效率高、可靠性强、光束质量高、成本低廉的优势,已成为目前工业市场和军事领域应用最广泛的激光光源。与此同时,随着近年来短脉冲激光技术的不断发展,基于可饱和吸收体的全固态激光器被动调Q技术逐渐成为了研究微观世界、信息通讯和材料精细加工的一种重要的手段。同时,作为调Q元件的可饱和吸收材料的性能对激光器的激光输出特性有十分重要的影响。响应时间短、吸收波长宽、光学损耗低并具有很强非线性效应的新型可饱和吸收材料不断地出现,受到人们的广泛关注和重视,成为了被动调Q技术的研究热点。本文采用新型单壁碳纳米管和砷化镓材料作为可饱和吸收体,分别实现了1μm和2μm波段被动调Q全固态激光器的稳定输出。砷化镓材料已经被广泛用作为调Q元件,实现了多种不同增益介质的固态被动调Q激光器,然而在2μm波段还尚未有人进行有关砷化镓可饱和吸收特性的研究。本文通过掺杂的方式对砷化镓材料进行改良,使用离子注入法成功制备了Bi掺杂砷化镓材料。对掺Bi砷化镓和纯净砷化镓材料作为可饱和吸收体的Tm:LuAG被动调Q激光器进行了输出特性的实验研究。另一方面,碳纳米管作为新型的可饱和吸收体,具有很宽的吸收光谱,良好的导热性能,损伤阈值高,恢复时间短的特点。本文使用液相排布的方式实现了网状结构单壁碳纳米管溶液的制备,并对使用碳管溶液作为调Q元件的激光器输出特性进行了实验研究。论文具体工作内容如下：(1)首先简要分析了砷化镓材料在2μm波段固态激光器中的应用前景,介绍了离子注入法对半导体材料进行稀土离子掺杂的工作原理,利用离子注入法和热退火处理完成了掺Bi砷化镓材料的制备。然后使用该掺Bi砷化镓以及未掺杂的纯净砷化镓材料作为可饱和吸收体,对两种样品分别实现的Tm:LuAG被动调Q固体激光器输出特性实验结果进行了对比分析。证实了砷化镓材料在2μm波段下的可饱和吸收作用和离子掺杂对砷化镓材料可饱和吸收特性的改良效果。(2)介绍了网状结构单壁碳纳米管可饱和吸收液的制备方式,在碳纳米管粉末溶解于水的过程中引入了新型非离子型表面活性剂来帮助单壁碳纳米管粉末的分散,利用新型表面活性剂的自组装特性实现了单壁碳纳米管可饱和吸收液的网状排布。使用制备得到的网状结构单壁碳纳米管溶液和未经处理的参照碳管溶液作调Q元件搭建了Nd:YVO4被动调Q激光器。对两种样品作为可饱和吸收体时的激光输出特性进行了实验测量和对比。同时对网状结构碳纳米管溶液的微观结构进行了表征,分析了网状排布对碳管溶液可饱和吸收特性的提升作用。