2μm波段激光处于人眼安全范围,可应用在医疗、环境监测、材料加工、通信等方面。超短脉冲由于具有极窄的脉冲宽度、很高的峰值功率,使其在生物组织的微加工、新型光子器件的制作等方面都有重要的应用。本论文所研究的激光既具有2μm波段激光的特性,又具有超短脉冲的特性,因此具有十分重要的应用价值和研究价值。本论文的主要目的就是运用主动锁模技术,获得Tm:YAG晶体的声光主动锁模脉冲。本论文首先分析了Tm:YAG固体激光器的发展情况以及2μm波段锁模激光器的发展情况。同时,分析了Tm:YAG晶体的一些特性,包括光学和光谱特性、物理和化学特性,根据其吸收谱,确定实验所用的泵浦源为785 nm的半导体激光器。根据Tm3+的能级结构,获得Tm:YAG固体激光器的速率方程,并根据所得出的速率方程理论,对Tm:YAG激光器的阈值进行了分析。同时,对Tm:YAG晶体进行了热场理论分析,并通过搭建简单的谐振腔,对晶体热焦距进行了测量,另一方面,运用“光束质量反推法”,对测量结果进行了验证。其次,分析了锁模的基本原理,并对主动锁模原理进行了着重分析,包括对锁模过程的时域和频域的分析,相位调制原理和振幅调制原理的分析,以及主动锁模激光器的脉宽分析。并分析了锁模谐振腔的设计原理,通过对谐振腔参数的分析,得出各个参数的理论数值。从而确定实验所需的谐振腔的具体结构。最后,根据设计好的谐振腔结构,搭建完整的实验装置,对弛豫振荡现象进行了验证与测量。通过谐振腔的调节,以及对锁模驱动器的调试,实现腔长与载波频率相匹配,获得连续锁模脉冲。同时,分析了连续运转状态以及锁模运转状态的输出特性,包括功率输出特性、输出波长、时域波形、频谱图以及光斑图等,最后得到了0.95 W,中心波长2012.5 nm,重频84.066 MHz,脉宽458.3 ps的锁模脉冲光输出,光束质量因子M2=1.37。