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随着红外激光光源在激光遥感、激光测距、光谱分析、大气环境监测、空间通讯以及军事方面的不断扩展。其应用性越来越明显。Ho激光器的输出波长为2μm附近,处于大气窗口,为遥感探测以及光电对抗提供了有利的工具,同时也是相干多普勒测风雷达、差分吸收雷达和激光测距机等系统的理想光源。此外,Ho固体激光器还是获得3~12μm波段光学参量振荡激光输出的理想泵浦源。本论文从光谱特性和激光实验方面对Tm,Ho:LSO晶体和Ho:LSO晶体进行了研究。在理论和光谱特性方面,本文介绍了光谱理论和Judd-Ofelt理论。首先对Tm,Ho:LSO晶体和Ho:LSO晶体常温下的吸收光谱、荧光光谱和能级寿命进行了实验测量,给出了详细的能级分布和高度。其次利用Judd-Ofelt理论计算了Ho:LSO晶体的J-O强度参数、谱线强度、自发辐射寿命、有效吸收截面和积分发射截面,并根据F-L公式,计算了Ho3+离子在LSO晶体中的有效发射截面,并根据Ho3+离子的有效吸收截面和有效发射截面,计算出Ho:LSO晶体的增益截面。Ho:LSO晶体的J-O数为:Ω2=6.83×10-20,Ω4=6.05×10-20,Ω6=5.74×10-20cm2,Ho3+离子5I7能级寿命为3.0ms。在激光实验方面,分别进行了以LD泵浦的Tm,Ho:LSO激光器和Tm:YLF激光器泵浦Ho:LSO激光器的实验研究。对于LD泵浦Tm,Ho:LSO激光器,我们进行了连续、脉冲、调谐、单频的激光实验,在连续情况下当注入的泵浦光功率为13.0W时,获得最大输出功率为3.0W的激光输出;在重复频率为2kHz的调Q运转情况下时,获得最大单脉冲能量1.2mJ,相应的脉宽为73ns;当加入调谐元件我们获得了2030到2110nm的连续调谐输出;当加入选频元件获得了0.5W的单频输出。对于Tm:YLF激光器泵浦Ho:LSO激光器,当注入的泵浦功率为12.0W时,获得最大输出功率为2.8W的激光输出。