發(fā)布時(shí)間：2021-01-08 09:57

　　2μm脈沖激光由于在材料加工、遠(yuǎn)程遙感、自由空間光通訊、中紅外超連續(xù)產(chǎn)生等方面具有重要的潛在應(yīng)用而受到國內(nèi)外廣泛的關(guān)注。摻銩光纖激光器是產(chǎn)生2μm脈沖激光的理想選擇,一方面光纖激光器具有結(jié)構(gòu)緊湊、輸出光束質(zhì)量好、易于散熱等特點(diǎn),另一方面,在高摻雜情況下相鄰兩個(gè)銩離子間存在交叉弛豫,使得理論量子轉(zhuǎn)換效率大于100%。目前報(bào)道的摻銩光纖脈沖激光器由于采用小芯徑光纖作為增益光纖,輸出的能量都比較低。本論文我們通過合作制備了基于溶膠-凝膠法結(jié)合高溫?zé)Y(jié)工藝的大芯徑摻銩光纖,系統(tǒng)地研究了該新型光纖的連續(xù)激光、調(diào)Q激光和鎖模激光性能,主要研究內(nèi)容如下:1.首先我們對(duì)溶膠-凝膠法制備的不同長度新型光纖進(jìn)行了連續(xù)激光性能研究。研究結(jié)果表明,增益光纖長度為4 m時(shí)諧振腔具有最佳的激光性能,最高的斜效率達(dá)到18.85%,輸出的連續(xù)功率達(dá)到1.62 W。2.其次我們對(duì)4 m長溶膠-凝膠法制備的大芯徑摻銩光纖進(jìn)行了調(diào)Q脈沖激光性能研究。分別以半導(dǎo)體可飽和吸收鏡（SESAM）與機(jī)械剝離的黑磷可飽和吸收體（BP SAM）為被動(dòng)調(diào)Q開關(guān),在1955 nm波長實(shí)現(xiàn)了最大平均功率、最短脈沖寬度、最高單脈沖能量分別為10... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

Tm3+離子中能級(jí)3H6與3H4間受激吸收與激光躍遷過程

圖 2.3 是3H6-3H5泵浦方式下 Tm3+離子受激吸收與躍遷過程。Tm3+離子的吸收光譜表明其在 1.2 μm 左右有很強(qiáng)的吸收峰，因此可以采用 1.06 μm Nd：YAG 激光器作為泵浦源。一個(gè) 1.06 μm 波長的泵浦光子將能量傳遞給基態(tài) Tm3+離子，將其激勵(lì)到3H5態(tài)，3H5態(tài)的 Tm3+再通過無輻射弛豫形式躍遷至激光上能級(jí)3F4態(tài)，再從3F4態(tài)向激光下能級(jí)3H6態(tài)躍遷，發(fā)射出 2 μm 波段激光。1989 年，D．C．Hanna 等人采用波長為 1.06 μm Nd：YAG 激光器泵浦單模摻銩硅基光纖激光器, 在 2.03 μm 波長注入泵浦功率 450 mW, 獲得了斜效率為30%，最大輸出功率為 51 mW 連續(xù)激光的輸出 [47]。

圖 2.4 Tm3+離子中3H6與3H4受激吸收與激光躍遷過程Figure 2.4 Absorption scheme and laser transition of Tm3+ion：3H6—3F 可飽和吸收體脈沖調(diào)制機(jī)理諧振腔中運(yùn)用調(diào) Q 與鎖模技術(shù)是產(chǎn)生脈沖激光的常見方法。實(shí)現(xiàn)調(diào) Q 與式包括主動(dòng)調(diào) Q 與被動(dòng)調(diào) Q、主動(dòng)鎖模與被動(dòng)鎖模，由于碩士期間所做基于可飽和吸收體被動(dòng)調(diào)制大芯徑摻銩光纖脈沖激光性能的研究，在紹可飽和吸收體（可飽和吸收體：吸收強(qiáng)度隨著激光強(qiáng)度或激光能流的小的光吸收介質(zhì)）作為被動(dòng)調(diào) Q 與被動(dòng)鎖模脈沖調(diào)制器的工作原理。飽和吸收體的非線性吸收特點(diǎn)首次成功地被應(yīng)用于同步 Q 開關(guān)與鎖模的器[49,50]。被動(dòng)調(diào) Q 與被動(dòng)鎖模激光器中采用可飽和吸收體作為脈沖調(diào)制器，實(shí)現(xiàn)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：2964391