利用Nd3+:YAG/Cr4+:YAG键合晶体分别研究了被动调Q的单体和半外腔结构激光器的高峰值功率短脉冲激光特性，发现半外腔结构的被动调Q激光器具有产生脉冲宽度小于1 ns、单脉冲能量达1 mJ、峰值功率超过1 MW的潜力，远远优于单体激光器可以获得的单脉冲激光能量和激光峰值功率。利用所研制的半外腔结构被动调Q激光器，并结合自行研制的高分辨率光纤光谱仪，开展了激光诱导击穿光谱(LIBS)技术研究，针对标准铁合金样品和溶液中的Pb重金属离子，得到了较好的定性分析结果和定量关系曲线。