Cr,Tm,Ho:YAG激光器输出的2.1μm激光波长非常接近水分子的一个吸收峰值,输出能量能够被人体组织中水分大量的吸收的特性,在医学领域有着普遍的应用。本课题主要围绕激光器设计以及如何提高激光器输出效率等展开研究。为了提高激光器的输出功率及整体工作稳定性,本论文在单路激光器的基础上提出双路激光的设计理念,激光器内部采用双聚光腔的组合形式。文中首先对激光器的工作物质工作机制进行了比较系统的理论概述；比较了不同泵浦源及聚光腔与激光工作物质之间的光学特性,选取了合适的泵浦源和聚光腔,另根据不同结构类型的谐振腔体对激光输出功率的影响,在理论计算的基础上确定了平凹型腔体,并通过实验验证选取了输出透镜的最优透过率；最后,结合电源系统和冷却系统,设计出Cr,Tm,Ho:YAG激光器的整体结构。激光器输出的能量通过单透镜耦合系统射入光纤端面,激光光束的束腰半径、发散角与光纤纤芯半径值及数值孔径角对系统耦合效率有着决定性影响,实验设计过程中采用异步工作输出模式,选取了焦距18mm的透镜和软硅酮包层、纤芯直径550μm的石英光纤。激光器整机系统调试过程中,分析了冷却温度的对其输出效率的影响,最后以激光与人体结石实验为例,验证了2.1μm激光波长Cr,Tm,Ho:YAG激光器的临床使用效果。