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理论方面，首先介绍了Tm，Ho系统的发光机理，给出了准三能级的速率方程模型，在此基础上建立了连续输出Tm，Ho：YLF固体激光器的准三能级速率方程理论模型。以速率方程为基础，讨论了上转换效应对激光输出的影响，分析了连续运转激光器输出特性与温度、晶体掺杂浓度、晶体长度、输出耦合镜透过率和腔内损耗等多种因素的关系。
实验方面，首先研究了LD单端泵浦的Tm，Ho：YLF平平腔微片激光器，在室温下获得了343mW的2μm连续激光输出，斜率效率为21.8﹪，最大光光效率是16.8﹪，同时分析了温度对激光阈值和激光器输出的影响，讨论了激光光束质量问题。其次研究了LD单端泵浦Tm，Ho：YLF平凹腔固体激光器，近室温下获得了218 mW的2μm连续激光输出，斜率效率是4.9﹪，最大光-光转换效率是3.1﹪，同时分析了腔长和输出耦合镜透过率对激光输出的影响，定性分析了激光光束质量问题，并在激光输出特性方面与微片平平腔激光器进行了比较。还对实验中出现的晶体脆裂现象进行了分析。然后研究了LD双端泵浦Tm，Ho：YLF平凹腔固体激光器，近室温下获得了310mW的2 μm连续激光输出，斜率效率为3.3﹪，最大光光效率为2.2﹪。同时分析了双端泵浦与单端泵浦相比较的诸多优点。最后还设计了LD双端泵浦Tm，Ho：YLF环形腔固体激光器，并对两种环形腔进行了比较。