激光二极管泵浦2 μm调Q固体激光器具有结构紧凑、转化效率高、能量高、光束质量好的优点,因此在医疗美容、工业通信、大气传感、光学非线性转换等领域具有广泛的应用前景。Tm,Ho:YVO₄激光晶体属于低温敏感材料,低温条件下,具有较宽的吸收谱宽、较大的发射截面、激光阈值低等优点,因此在液氮制冷下较容易产生激光。本文系统地研究了 Tm,Ho:YVO₄激光器的连续与调Q激光输出特性。在连续激光输出特性研究中,首先通过理论计算,分析各腔型、腔长条件下的模式匹配情况,并对泵浦源在不同温度下的输出波长进行测试。然后在模式匹配条件下对不同泵浦源温度、腔型、腔长和透过率条件下连续光输出情况进行测试。实验结果显示,在一定范围内,腔长变化对连续光输出的影响不大。输出镜透过率为40%时,在11.5瓦的泵浦功率下,最大输出功率为4.3瓦,相应的斜率效率为43%,光-光效率为37%。采用声光调Q方法实验研究Tm,Ho:YVO₄晶体的主动调Q激光输出。实验测试了不同腔型、腔长、透过率等条件下的激光输出特性,包括输出功率、脉宽、单脉冲能量等参数,获得最高能量为1.142 mJ,最窄脉宽为11 ns。被动调Q采用Cr2+:ZnS为饱和吸收子。通过调整各项实验参数,获得了最高能量为0.189 mJ,脉宽为41 ns,重频为9.9 kHz,峰值功率为4.6 kW的脉冲激光输出。实验中还测试了不同条件下输出激光的波长和光束质量。结果显示,Tm,Ho:YVO₄晶体在2μm附近存在2042 nm和2055 nm两个中心波长,且其相对强度随着实验条件的不同而发生变化;与被动调Q方案相比,连续和声光调Q光束具有更好的光束质量。