1960年，Maiman第一次实现红宝石激光器辐射开始，已经研制成功不同类型的固体激光器。早期发展最快的固体激光器是Nd∶YAG激光器，之后固体激光器的发展开始变得缓慢，气体和染料激光器开始成为研究重点。但是在80年代中期固体激光器得以迅速发展，这是由于半导体激光二极管效率提升，可以实现全固态，小型化，结构紧凑的激光器。此外，新型激光材料的研究也取得重要进展，而在可见光领域，三价pr+稀土离子掺杂增益材料随之成为重要研究课题。　　本论文首先介绍了二极管泵浦固体激光器的应用领域和本课题研究的背景，在绪论中重点介绍国外和国内关于Pr3+∶LiYF4激光器的最新研究进展。而后，简单探讨与固体激光器密切相关的激光薄膜。其次，研究了Judd-Ofelt理论，利用测量的晶体吸收谱线，计算主要的Pr3+∶LiYF4晶体常数。接着，介绍了固体激光器的速率方程理论，对可见光激光器运转进行理论模拟。最后，在实验上实现了红光639.5nm激射，通过输出功率优化，确定了最佳的激光器运转条件。　　采用Judd-Ofelt理论，以实验中使用晶体吸收谱线为依据，通过获得的J-O参数，计算晶体吸收截面，辐射截面，能级寿命，同时考虑了晶体不同偏振的影响。而后，通过Rigrod的理论分析方法，利用光强在谐振腔内的传输方程和激光器速率方程，对激光器运转进行了数值模拟。理论计算结果和实际实验结果很好的吻合，并且针对激光器腰斑比大小，聚焦镜焦距长度，晶体长度对激光器输出特性的影响，做了详细分析。　　对可见光红光激光器进行功率提升和优化，通过对比不同焦距，不同晶体长度，不同输出透射率情况。在实验上对可见光639.5nm红光激光器，实现了最优化的激光器功率输出。在泵浦光吸收698.5mW时，最大输出功率308mW，斜效率47.5％。确定此时最佳晶体透射率为2.5％，最适合晶体长度为5mm，同时此条件下的最佳焦距为50mm。