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近红外激光器在工业加工、生物医学、光学通信等领域有非常广泛的应用。其中,稀土离子掺杂的固体激光器,因为体积小、重量轻、效率高等众多优点,获得了大范围的关注和研究。截至目前,常见的用于产生近红外激光的稀土离子有Nd3+、Yb3+、Er3+、Tm3+、Ho3+。然而,除了这些稀土离子,还有曾被广泛用于可见光激光研究的Pr3+,它的亚稳态能级~1D2有极为丰富的近红外跃迁,也同样适合用作近红外激光的研究。但长期以来,人们过度关注Pr3+中可见光跃迁丰富的3PJ能级,而忽略了在近红外波段有巨大激射潜力的~1D2能级。为深入探究~1D2能级的发光特性,本文选用生长工艺较成熟、性能综合表现较好的Pr:YLF晶体为研究对象,准确测定不同Pr3+浓度掺杂下YLF晶体的偏振光谱,并对其进行详细的光谱理论分析,包括J-O分析和激光输出特性的理论分析,从理论上较为全面地研究了~1D2能级的发光特性。主要内容概括如下:（1）测量不同浓度Pr:YLF晶体的吸收和发射光谱,并在此基础上进行详细的J-O理论分析工作。首先以0.3 at.%、0.5 at.%、1.0 at.%、2.0 at.%四块不同Pr3+浓度掺杂的YLF晶体为测量样品,分别进行偏振吸收谱和发射谱的测定。然后,根据所测定的吸收谱数据,分别应用标准、修订两种J-O理论模型,详细计算了J-O相关参数,并通过对比研究确定出适合本文光谱研究的最佳J-O理论模型。紧接着,基于最佳J-O模型下的计算结果,并结合测定的偏振发射谱和荧光衰减曲线,对表征~1D2能级发射特性的发射截面积、量子效率等参数进行了深入研究。最后,选取~1D2能级各发射跃迁内的所有峰值波长,进一步计算了光增益因子、饱和光强等参数,并对不同浓度Pr:YLF晶体的阈值相对大小做了初步比较,确定了 2.0 at.%掺杂的样品是最适合用作激光研究的Pr:YLF晶体。（2）对~1D2能级的激光输出特性做了理论预测。主要以2.0 at.%掺杂的Pr:YLF晶体为研究对象,分别在~1D2→~1G4、~3F3+~3F4、~3H6+~3F2、~3H5发射跃迁内,选取发射截面积较大的峰值波长作为待研究的激光波长,计算了激光阈值、斜效率等激光特性参数,并研究了泵浦光光斑半径、输出镜透过率的变化对这些参数的影响。