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2μm激光对人眼的损伤阈值高、大气穿透力强，被广泛应用在医学、光电对抗以及科研等领域。Tm:YLF晶体具有较长的上能级寿命，为自然双折射晶体，输出激光为线偏振光，并且其发射波长1.91μm处于Ho:YAG晶体的吸收峰处，因此Tm:YLF激光器可作为Ho:YAG激光器优良的泵浦源。本文的目的是利用LD泵浦板条状Tm:YLF晶体以获得高功率、高光束质量的1.91μm激光输出，为获得2μm激光和3~5μm激光提供泵浦源。首先介绍了Tm:YLF激光晶体的物理特性和光谱特性，根据Tm3+的能级跃迁，建立了单掺Tm3+的准三能级速率方程理论，数值模拟了上转换损耗系数、晶体的掺杂浓度、长度、输出镜透过率以及泵浦光斑大小等参数对激光输出功率的影响；以热传导方程为基础，建立了双端泵浦的板条晶体的热分析模型，理论计算了板条晶体内的温度分布和应力分布，并用MATLAB数值模拟晶体内的温度分布，同时模拟了晶体受热的形变和应力分布。基于以上理论的计算，进行了LD双端泵浦的板条状Tm:YLF激光器的实验研究。以中心波长为792nm的光纤耦合输出半导体激光器作为泵浦源，采用平凹腔结构，为了对输出激光波长进行控制，以体光栅（VBG）作为激光器的全反镜，并在谐振腔内插入F-P标准具。详细研究了不同掺杂浓度、不同长度晶体的输出特性，通过实验对比分析了晶体参数、输出镜曲率和透过率以及泵浦光斑等对输出功率的影响，同时研究了晶体的切割轴向、LD尾纤芯径以及输出镜曲率对光束质量的影响，最终利用400μm芯径的LD泵浦1.7×6×35mm3、掺杂浓度为2at.%的Tm:YLF的激光晶体、选用输出镜透过率为40%，曲率为-200mm，泵浦光斑半径为0.84mm的条件下，获得了82.3W的1.91μm的激光输出，斜率效率为42.4%，光光转换效率为36.9%，最高注入泵浦功率为223W，在输出功率69.5W时，利用90/10刀口法测得x方向和y方向的光束质量因子M2分别为2.5和4.1。