Tm:YAP锁模激光器因其Tm:YAP激光晶体中Tm³⁺的独特能级结构,能够输出2?m波段附近的激光,近年来受到越来越多的关注。2?m波段附近的激光是位于水分子吸收峰值附近,也是人眼相对安全波段,并且处于透过率相对较高的大气窗口,具有很多重要分子的特征光谱。2?m波段的激光与其他波段的激光相比,以其独特的性质,广泛应用在医疗、遥感探测、光通信、军事等领域。鉴于2?m波段的激光有其重要的应用和研究价值,本文对Tm:YAP锁模激光器主要的研究内容包括以下几方面:1.对Tm:YAP激光晶体的研究:Tm:YAP激光晶体是各向异性晶体,不同的切向有不同的光谱特性;以及分析了不同泵浦功率、泵浦光斑半径等因素对晶体热透镜焦距的影响,并进行了数值计算。2.对半导体可饱和镜（SESAMs）和碳纳米管的锁模原理分析。在对连续Tm:YAP激光器速率方程,以及基于SESAM被动锁模速率方程研究,只有谐振腔内的脉冲能量大于连续锁模运转需要的最小脉冲能量才能够实现连续锁模脉冲的输出。分别对直型腔和折叠型腔激光器展开研究,利用MATLAB软件结合矩阵方程对稳区进行模拟分析以及激光光斑半径在腔内的变化,对谐振腔进行优化设计。3.研究了Tm:YAP激光晶体色散补偿问题,根据Tm:YAP激光晶体折射率方程,并利用MATLAB软件对色散补偿进行数值计算,对光栅对进行优化设计。在2?m左右的波段,Tm:YAP激光晶体的色散变为负色散,而不是近红外的正色散,对于Tm:YAP激光晶体的色散补偿,我们需要用产生正色散的器件进行色散补偿。4.Tm:YAP锁模激光器实验研究,根据传输矩阵,利用MATLAB软件模拟了,在不同泵浦功率下Tm:YAP锁模激光器谐振腔的稳区范围,并模拟了光斑半径在谐振腔内的变化情况。