2μm激光处于人眼安全波段和大气窗口波段,可以应用在光子医学、远程遥感、测量以及作为OPO等非线性频率转换的泵浦源。锁模激光有脉宽窄、峰值功率高、重复频率高等优点,在光谱技术、材料的微加工、医学手术、水下探测、化学反应和分子动力学等研究领域有着广泛的应用。而陶瓷基质由于成本低、加工方便和可掺杂浓度高等优点实用价值较高。本论文的目的是采用恰当的锁模技术得到以陶瓷为基质的、稳定的、皮秒级的脉冲,使其有较高的实用价值。首先根据Ho:YAG速率方程理论分析了激光的粒子数反转比等参数,根据Ho:YAG陶瓷的吸收谱和发射谱计算了Ho:YAG陶瓷的增益曲线。同时,我们对主动锁模的原理也进行了分析和讨论,并利用增益曲线计算了理想情况下的锁模脉宽。分析了标准具效应对锁模脉宽的加宽,分析了锁模和自由振荡状态下的功率关系。然后,采用Tm:YLF激光器作为泵浦源进行了声光锁模的初步探究,由于初步实验的结果并不理想,所以我们分析了阻碍锁模稳定的最重要因素-弛豫振荡对锁模的影响。通过对光斑、反馈、泵浦源等因素的分析提出了改进的方案。利用该方案对Tm:YLF激光器泵浦的声光锁模做出了改善,得到了可以在分钟量级稳定的锁模激光。最后,采用Tm光纤激光器泵浦Ho:YAG陶瓷和晶体,经调试后得到了可以连续稳定运行2小时以上的主动锁模激光。我们对其功率特性、脉宽特性、频谱特性和光束质量作了细致的分析,脉宽分别为241ps(Ho:YAG陶瓷)和294ps(Ho:YAG晶体),重复频率分别为82.15MHz和81.92MHz,最大功率分别为1.84W和3.41W,光束质量因子均为1.16。