2μm波段位于大气传输窗口和水分子的吸收峰处,而且对人眼安全。因此工作在2μm波段的激光器在医疗手术、环境监测、激光雷达、工业加工、光电对抗等诸多领域有着广泛的发展与应用前景。高峰值功率的2μm固体激光器是光学参量振荡器(OPO)和光学参量放大器(OPA)的理想泵浦源。激光二极管泵浦单掺Tm3+增益介质是获得2μm激光的有效途径。Tm:YAG晶体具有较宽的吸收和发射光谱、良好的机械强度和热稳定性等优点。此外,Tm:YAG适合商业化的高功率激光二极管泵浦。因此Tm:YAG晶体是2μm波段固体激光器的理想介质。调Q技术是通过调制谐振腔的Q值获得高峰值功率的输出。电光调Q具有开关时间短、控制精度高、稳定性好等优点,是获得高峰值功率2μm激光的常用技术。本文从理论和实验两个方面研究了激光二极管侧面泵浦Tm:YAG电光调Q激光器,实现了高峰值功率的脉冲激光输出。本论文的理论工作集中在研究Tm:YAG电光调Q激光器。通过ABCD矩阵理论分析谐振腔的稳定性,确定谐振腔结构参数;建立Tm:YAG激光器准三能级结构速率方程组,并在此基础上建立了调Q运转时Tm:YAG激光器速率方程组,分析了调Q过程中反转粒子数以及谐振腔光子数的变化规律,经过推导得出激光器峰值功率、输出能量以及脉冲宽度与重复频率的函数关系,模拟了输出峰值功率、单脉冲能量以及脉冲宽度随重复频率变化情况;对比不同的电光晶体材料的特点,根据需求选择LGS晶体作为电光Q开关,并通过折射率椭球方程理论计算其工作时使用的驱动电压。实验方面研究内容主要包括:基于自制的LGS电光Q开关,研制了激光二极管侧面泵浦的Tm:YAG电光调Q激光系统,实现了高能量、窄脉冲宽度的2μm激光输出。使用发射波长为785nm的激光二极管阵列作为泵浦源,掺杂浓度为3.5at.%的Tm:YAG晶体作为增益介质,研究了介质膜偏振片、白宝石堆片、格兰棱镜分别作为起偏器时的激光输出特性。实验结果发现介质膜偏振片的损伤阈值较低,难以获得高能量输出;白宝石堆片作为起偏器时,随着泵浦能量的增加会有尾脉冲出现,影响激光输出;格兰棱镜作为起偏器时,无尾脉冲出现,在重复频率为10Hz情况下,泵浦能量为7.2J时,最大单脉冲能量为60 mJ,脉冲宽度为63.5 ns,峰值功率达到0.91 MW,斜效率达到5.4%。实验表明格兰棱镜的高消光比、高阈值,有利于抑制尾脉冲的产生,有助于获得高峰值功率、窄脉冲宽度的激光输出。并在水冷系统中加入电阻丝输出不稳定度由11.1%降低至1.4%。