在激光技术中，掺杂Tm3+离子的激光材料的波长调谐范围可以从1.8μm延伸到2μm(能级跃迁3F4→3H6)。该波长激光属于人眼“安全”波段，在水中的吸收系数高，大气穿透能力强，在激光医疗、遥感探测和军事领域有着广泛应用。Tm3+离子的3H6→3H4(780nm)吸收跃迁与商品化激光二极管InGaAs有良好的光谱交叠。这些特点使该类材料成为适合LD泵浦的激光器增益介质。　　 一般晶体材料具有优异的热学性质，但由于其窄的发射光谱而又不适用于超快激光。而“无序”结构的材料兼具有玻璃的非均匀加宽光谱和晶体的高热导率双重优点，不仅可用于连续激光，而且更适合于调谐激光及超快激光等应用。　　 Tm3+离子激活的激光材料由于其在大气探测，医学治疗及光学信号处理潜在的应用，受到人们很大的关注。本文就致力于对掺Tm3+的两种无序石榴石结构的激光材料进行研究，即对Tm:YAG透明陶瓷和Tm:CLNGG无序晶体的激光特性进行研究。　　 1、研究了Tm:YAG透明陶瓷的2μm波段的连续激光性能。实现了一种高效的二极管泵浦的Tm:YAG陶瓷激光器。最大输出功率为6.05 W，斜效率为65％。这是目前报道的最高效率的Tm:YAG陶瓷激光器。激光波长调谐实验结果证明Tm:YAG陶瓷激光器在1884到2017 nm这么宽的波长范围可以同时实现双波长或者三波长的激光输出。　　 2、对Tm:CLNGG无序晶体的光谱进行研究，实现了半导体泵浦的Tm:CLNGG晶体2μm波段的全固态连续激光的输出。最大的输出功率为1.17W，斜效率为42％。在Tm:CLNGG无序晶体中实现了173 nm宽的可调谐连续激光。