由于2μm激光器在安全性和气体检测方面的独特优势,它己被广泛用于高精度手术、大气探测、军用测距等领域。更精细的医疗应用和更广阔的探测范围对激光器输出脉宽和能量提出了更高的要求。调Q技术是获得高能量、窄脉宽的激光输出的有效手段。目前,研究人员已对2μm激光调Q进行了实验研究,但多采用声光调Q的方法。声光调Q虽然易于实现,但由于脉冲能量较小、峰值功率不高、关断效果不理想等原因,在很多领域的应用受到限制。电光调Q开关时间短、控制精度高、器件体积小,具有很高的实用价值。本论文主要致力于电光调Q Cr,Tm,Ho:YAG激光器的研制,具体而言,做了以下几方面的工作:　　 从能级理论出发,通过对Cr,Tm,Ho:YAG晶体的能量传递机制分析,建立了晶体的速率方程;理论分析了Cr,Tm,Ho:YAG晶体在常温下激光阈值、激光增益与常温下其准三能级特性的关系;分析了离子掺杂对能量传递的影响。　　 对Cr,Tm,Ho:YAG晶体的热退偏效应进行了研究,给出了晶体端面应力、应变及退偏的计算公式。并通过数值模拟手段,模拟了退偏振度在晶体端面的分布。研究了热退偏补偿原理及几种常见的补偿方式,并选用λ/4波片补偿法对电光调Q Cr,Tm,Ho:YAG激光器的热退偏进行了补偿。经过热退偏补偿,激光器输出能量提高了24％以上。　　 建立了调Q运转激光器的速率方程,对激光器输出特性如能量提取效率及输出镜的最佳反射率等进行了理论分析与计算。在理论分析的基础上,搭建了激光实验研究系统;通过选择几种电光晶体做对比实验,找到了在2μm波段具有高抗损伤阈值和高透过率的电光晶体;优化了输出镜透过率。在295 K常温下,当泵浦能量为200 J,重复率为3 Hz时,获得了最大脉冲能量480 mJ,脉宽80 ns的电光调Q激光输出。就所知,这是2μm激光在常温下未加放大级时获得的最大调Q输出。　　 完成了整机系统设计和研制,为物理所承担的中科院大型仪器研制项目“纳秒脉冲升温时间分辨红外光谱仪提供了核心设备——短脉冲调Q钬激光器,研制的纳秒级调Q钬激光碎石系统参加了深圳高交会和科学院低成本医疗健康成果展。