Les cristaux dopés au Tm présentent plusieurs caractéristiques attrayantes qui les désignent comme matériau de choix pour les sources laser à semi-conducteurs avec une longueur d'onde d'émission réglable autour de 2 µm.Il a été démontré que le laser Tm:YAG peut être réglé de 1,91 à 2,15 um.De même, le laser Tm:YAP peut régler une plage de 1,85 à 2,03 um. Le système quasi-à trois niveaux de cristaux dopés Tm: nécessite une géométrie de pompage appropriée et une bonne extraction de chaleur du milieu actif.