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当基质材料选用YSGG、GGG、GSGG、YAG、YLF时，Er3+的4I11/2态和4I13/2态之间能够跃迁产生2.7～3μm的激光。该激光波段由于处在水分子的强吸收峰范围内，以其作为手术刀，可以有效地避免对其它组织的损伤，在医疗方面有着广泛的应用前景;此外，2.7～3μm激光还可以作为中红外OPO激光器理想的泵浦源，应用于光电对抗、激光雷达及环境监测等诸多领域。本文以工作物质为Er:YSGG晶体的激光器为研究对象，重点讨论了其在790 nm泵浦光作用下机械调Q系统的特性。论文的主要内容和结论如下: (1)通过分析调Q巨脉冲的建立过程，指出了常见的调Q开关在用于2.79μm激光器时的缺点。电光开关在2.79μm激光的作用下破坏阈值低且所需的半波电压较高;声光开关对中红外波段的调制效率不高;可饱和吸收体开关损伤阈值低，难以实现高重复率的脉冲输出。 (2)在分析Er3+能级跃迁过程的基础上，建立了跃迁速率方程组。通过求解速率方程组并结合数值模拟的手段，得出了在给定激光工作物质参数的情况下，系统的各个变量对转镜调Q激光器性能的影响。 (3)从薄膜光学理论出发，推导出了受抑全内反射调Q开关透射率随棱镜间隙变化的关系。并分析了两种常见的受抑全内反射调Q开关的优缺点:一类是致动器型调Q开关，主要是依靠多个压电陶瓷片叠加产生的形变驱动棱镜作机械运动来达到调Q目的，它的驱动力较大、可精确控制棱镜间隙，但响应速度较慢;另一类是换能器型调Q开关，主要是依靠压电换能器输出的超声波驱动棱镜界面振动来实现调Q目的，它的响应速度快、重复率高，但是电学特性较复杂，且超声波场的衰减会影响开关的可控性。 (4)针对氙灯泵浦Er∶YSGG激光器，分别设计了转镜调Q和受抑全内反射调Q两种开关装置并进行实验。其中转镜调Q系统初步实现了巨脉冲输出，单脉冲能量为70mJ，但是由于延时控制装置的效果较差，导致激光器无法稳定运行;受抑全内反射调Q系统由于受到棱镜间胶合现象的影响而未能成功输出调Q脉冲。