【摘要】：近年來,波長位于3μm和可見光波段(尤其是660 nm與550 nm)的高功率光纖激光器憑借其在生物醫(yī)療、材料加工、氣體檢測等方面的廣泛應(yīng)用,成為了科研工作者研究的熱點領(lǐng)域。本文主要從理論和實驗兩個方面研究了 3 μm波段的高功率脈沖光纖激光器和可切換紅綠光光纖激光器。主要的研究工作可以分成以下四點:1.通過對離子躍遷理論的研究,結(jié)合速率方程、功率傳輸方程、時域上被動調(diào)Q情況建立了 3 μm波段基于摻Er~(3+)ZBLAN光纖的被動調(diào)Q脈沖激光模型。對模型進行數(shù)值求解,研究了光纖長度、光纖摻雜濃度對閡值泵浦功率和輸出激光斜率效率的影響,同時也研究了泵浦功率對被動調(diào)Q脈沖的重復(fù)頻率、脈沖寬度的影響。研究的結(jié)果表明,當(dāng)光纖長度為3.2m,摻雜濃度為6-7.5mol.%時可以得到最優(yōu)的閡值泵浦功率和斜率效率。隨著泵浦功率的增加,被動調(diào)Q脈沖激光的重復(fù)頻率線性增加,而脈沖寬度呈現(xiàn)出先減小而后緩慢趨于平緩的趨勢。2.在仿真理論的基礎(chǔ)上,搭建了基于可飽和吸收鏡(SESAM)和摻Er~(3+)ZBLAN光纖的被動調(diào)Q脈沖光纖激光器。實驗中,采用濃度為7mol.%,長度為3.1m的摻Er~(3+)ZBLAN光纖作為增益光纖,采用976nm的半導(dǎo)體激光器(LD)作為泵浦源,SESAM作為調(diào)制器件。在泵浦功率為18.7 W時候,得到了平均功率為3.01 W,重復(fù)頻率為278.5 kHz,脈沖寬度為0.45μs,脈沖能量為10.82μJ,峰值功率為24.45 W的被動調(diào)Q脈沖。此時脈沖激光對應(yīng)的中心波長是2798.8 nm,半高全寬(FWHM)為0.27nm,斜率效率為17%。3.搭建了基于Fe~(2+):ZnSe晶體和摻Er~(3+) ZBLAN光纖的被動調(diào)Q脈沖光纖激光器。實驗中,采用7 mol.%摻Er~(3+)ZBLAN光纖作為增益光纖,光纖長度為2.75 m。同時使用了雙端泵浦結(jié)構(gòu),兩個LD的波長都為976 nm,Fe~(2+):ZnSe晶體作為調(diào)制器件。在泵浦功率為16.2 W時候,得到了平均功率為3.51 W,重復(fù)頻率為369.3 kHz,脈沖寬度為0.274μs,脈沖能量為9.5 μJ,峰值功率為34.69 W的被動調(diào)Q脈沖。此時脈沖激光對應(yīng)的中心波長是2822.3 nm,FWHM為0.26nm,斜率效率為21.4%。4.從離子躍遷角度研究了可切換紅綠光光纖激光器的可行性。實驗中,采用1.5 mol.%的摻Er~(3+) ZBLAN光纖作為增益光纖,光纖長度為15 m。同時使用了波長為976 nm和2μm的泵浦源,實現(xiàn)了中心波長為548.6 nm的上轉(zhuǎn)換綠光輸出,在加入2μm泵浦源之后,得到了中心波長為663.8 nm的上轉(zhuǎn)換紅光輸出。實驗也進一步驗證了可切換紅綠光光纖激光器的可行性。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN248

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉尊洋;卞進田;邵立;汪亞夫;孫曉泉;;中紅外激光技術(shù)研究進展[J];激光與紅外;2013年08期

2 代紅;陳超;;直升機機載中紅外激光定向干擾實現(xiàn)途徑[J];四川兵工學(xué)報;2011年01期

3 許黨朋;李明中;隋展;林宏奐;王建軍;張銳;盧振華;車雅良;黃小東;;雙端泵浦的高功率摻Y(jié)b~(3+)雙包層光纖激光器[J];強激光與粒子束;2007年11期

4 彭英才;趙新為;尚勇;;中紅外量子級聯(lián)激光器的研究進展[J];微納電子技術(shù);2007年09期

5 于輝;尚慶坤;王紅丹;孔祥貴;;納米TiO_2基質(zhì)摻雜稀土離子Er~(3+)和Yb~(3+)的上轉(zhuǎn)換發(fā)光特性[J];分子科學(xué)學(xué)報;2007年02期

6 鐘鳴;任鋼;;3～5μm中紅外激光對抗武器系統(tǒng)[J];四川兵工學(xué)報;2007年01期

7 聶秋華;金哲;徐鐵峰;戴世勛;沈祥;章向華;;藍綠光上轉(zhuǎn)換熒光輸出的稀土摻雜玻璃研究進展[J];硅酸鹽通報;2006年05期

8 姚寶權(quán),王月珠,王騏;中紅外光參量振蕩器發(fā)展?fàn)顩r分析[J];激光技術(shù);2002年03期

9 王仁順,謝衡生,莫克儉,周樂友;輸尿管結(jié)石治療進展與現(xiàn)狀[J];中華泌尿外科雜志;2001年10期

10 王克強,裴博;3.76μm中紅外激光參量振蕩器[J];中國激光;2000年08期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 黃丹;連續(xù)激光激發(fā)Pr~(3+):ZBLAN玻璃的上轉(zhuǎn)換發(fā)光研究[D];吉林大學(xué);2014年

2 魏淑林;Ho~(3+)離子摻雜硫系玻璃中紅外發(fā)光特性研究[D];寧波大學(xué);2013年

3 張琛;LD側(cè)面泵浦紅、綠雙波長全固態(tài)激光器的研究[D];西北大學(xué);2009年

，

本文編號：2693667