近年来,对人眼安全的2μm输出固体激光器凭借在遥感通信、环境检测、医疗以及军事等领域的广阔用途引起了越来越多的关注。目前,国内外对2μm输出的稀土离子掺杂激光材料的研究非常多,其基质主要有晶体、石英光纤、氟化物玻璃光纤、碲酸盐玻璃光纤和锗酸盐玻璃光纤等,但关于硅酸盐玻璃光纤的报道却不多见。硅酸盐玻璃具有膨胀系数低、机械强度高、折射率低和低非线性等特点。与石英玻璃相比,硅酸盐玻璃有更高的稀土离子溶解度;与其他多组分玻璃相比,硅酸盐玻璃具有良好的物理化学性能、热稳定性,同时成本低廉。2009年美国科学家在2μm硅酸盐玻璃激光光纤中取得的一系列研究进展及应用,用事实证明了2μm硅酸盐激光材料所具有的应用价值和研究意义。　　 本论文包括以下五个部分:文献综述;实验方法及理论基础;稀土离子掺杂硅酸盐玻璃物化及2μm光谱性质的研究;Tm3+单掺硅酸盐玻璃双包层光纤的研究;结论。　　 论文首先在文献综述中介绍了2μm输出固体激光器的应用背景。详细介绍了2μm输出激光材料的研究进展。概述了涉及本课题的2μm发光稀土离子及硅酸盐玻璃基质。然后提出本论文的研究思路。　　 在论文的第二部分,介绍了本文的研究方法,详细介绍了实验的样品制备、性能测试及光谱参数的理论计算,包括Judd-Offelt理论和McCumber理论。　　 论文的第三部分是本论文的核心部分,详细研究了稀土离子掺杂硅酸盐玻璃的物化性能、2μm光谱性能。采用熔融退火法制备了稀土离子掺杂硅酸盐玻璃。计算Tm3+离子在硅酸盐玻璃中的自发辐射跃迁几率、辐射寿命等光谱参数。分析Tm3+离子单掺硅酸盐玻璃2μm光谱性能及能量跃迁机理。研究Tm3+离子浓度变化对2μm发光性能的影响。研究Tm3+-Yb3+双掺、Ho3+-Tm3+双掺、Ho3+-Yb3+双掺和Ho3+-Tm3+-Yb3+三掺等硅酸盐玻璃的2μm光谱性质;并分析其能量跃迁机理。　　 在论文的第四部分,制备了Tm3+单掺的硅酸盐玻璃双包层光纤,测试并分析了它的2μm光谱性能。　　 最后是本论文的结论部分,总结了全文的实验结果,同时指出本研究存在的不足和需要进一步研究之处。