Разработки мощных и компактных твердотельных лазеров среднего ИК-диапазона весьма актуальны: эти лазеры имеют множество применений в таких областях, как медицина, прецизионная обработка материалов, экологический мониторинг, контроль производственных процессов, решение военно-технических задач. Исследования, проводимые в ИПФ РАН в последние годы, позволили создать компактные и высокоэффективные твердотельные лазеры (на основе кристаллов Nd:YAG и Nd:YVO₄, Ho:YAG и Tm:YLF и керамики Tm:Lu₂O₃ с диодно-лазерной накачкой), способные генерировать излучение с высоким качеством пучка в диапазоне длин волн 1—2 мкм. С помощью нелинейно-оптических параметрических генераторов света (ПГС) излучение этих лазеров преобразуется в средний ИК-диапазон.

Лабораторный макет лазера на основе кристалла Tm:YLF с диодной накачкой и воздушным охлаждением, генерирующего непрерывное излучение мощностью порядка 30 Вт на длине волны 1908 нм

В группе под руководством О. Л. Антипова созданы лазеры на основе пластин Nd:YVO₄ с боковой диодной накачкой и скользящим падением пучка генерации на накачиваемую поверхность. Излучение этих лазеров на длине волны 1064 нм было эффективно преобразовано в средний ИК-диапазон (на длину волны 3391 нм) в ПГС на основе периодически-поляризованного LiNbO₃:MgO. Узкая полоса генерации в среднем ИК-диапазоне (<0,1 см^—1) была достигнута за счет инжекции в однорезонаторный ПГС излучения He—Ne-лазера.
Еще одним важным результатом является создание лазера на основе керамики Tm³⁺:Lu₂O₃, впервые изготовленной по заказу ИПФ РАН компанией «Konoshima Chemicals, Co» (Япония). С помощью этой керамики была получена эффективная лазерная генерация на длине волны ~2095 нм (наиболее длинноволновая для тулиевых лазеров) при накачке коммерчески доступными диодами на длине волны ~810 нм. Эффект кроссрелаксации ионов Tm³⁺ (каждый поглощенный квант накачки приводит к двум возбужденным ионам) обеспечивает эффективность преобразования мощности накачки в мощность двухмикронной лазерной генерации более 40%. Созданы лабораторные макеты лазеров на керамике Tm³⁺:Lu₂O₃, способные генерировать в непрерывном или импульсно-периодическом режимах излучение со средней мощностью более 50 Вт.

	Активный элемент из керамики Tm:Lu2O3 и лабораторный макет миниатюрного лазера на керамике