El mecanismo de autoextinción de los niveles de energía H4 y F4 de los cristales Tm:YAG puede generar excitación de dos fotones en la capa superior, lo que potencialmente lo convierte en una vía efectiva para lograr una alta eficiencia cuántica con láser. Los cristales Tm:YAG son ampliamente utilizados en campos de detección atmosférica, como el lidar, debido a su longitud de onda operativa de 2013 nm. La vida útil de fluorescencia de Tm en el cristal Tm:YAG es 2 veces mayor que la del cristal Tm:YAP, el área transversal de emisión del cristal Tm:YAG es ligeramente menor que la del cristal Tm:YAP, y la banda de absorción máxima es de 785 nm, lo que es más adecuado para el bombeo de diodos semiconductores.