發(fā)布時間：2021-09-18 17:09

　　中紅外1.5-4 μm人眼安全波段涵蓋重要的大氣透射窗口,覆蓋大量的分子和原子特征吸收峰,是重要的分子指紋光譜區(qū)域。處于這一光譜范圍的高性能激光在醫(yī)學(xué)醫(yī)療、激光通訊、激光雷達、氣體探測、光電對抗和科學(xué)研究等領(lǐng)域均具有重要的應(yīng)用價值。隨著LD泵浦技術(shù)的發(fā)展,稀土離子Er3+、Tm3+、Ho3+摻雜固體激光因結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點逐漸成為獲得中紅外波段相干光源的重要途徑。然而,稀土離子成熟的激光發(fā)射波長目前主要集中在3 μm以下波段,而且相應(yīng)的中紅外激光性能還遠落后于1 μm波段。另一方面,稀土離子摻雜3 μm以上波長中紅外激光主要依靠光參量振蕩器（Optical Parametric Oscillators,OPOs）等非線性頻率變換過程實現(xiàn),其中又以1 μm波段激光泵浦居多。理論上,OPOs轉(zhuǎn)換效率受泵浦光和閑頻光波長比值的限制,因此利用長波長激光泵浦可有效提高轉(zhuǎn)換效率,但這一方式還取決于3 μm以下波段中紅外激光性能。因此,基于稀土離子摻雜中紅外固體激光及其泵浦的光參量頻率變換成為近年來激光領(lǐng)域的研究熱點之一。本論文基于Er3+、Tm3+、Ho3+摻雜晶體介質(zhì)以及周期性極... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：156 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１?１．５嘩相干多普勒測風(fēng)雷達［３］．??Ｆｉｇ．?１．１?Ｃｏｈｅｒｅｎｔ?Ｄｏｐｐｌｅｒ?ｗｉｎｄ?ｒａｄａｒ?ａｔ?１．５?ｆｉｍ?［３］．??（２）?２ｊｘｍ波段激光應(yīng)用??

山東大學(xué)博士學(xué)位論文??編??圖１．２?２阿激光肝臟消融效果；黑色線條代表１?ｍｍ尺度［４］．??Ｆｉｇ．?１．２?２?｜ｉｍ?ｌａｓｅｒ?ａｂｌａｔｉｏｎ?ｅｆｆｅｃｔ?ｉｎ?ｌｉｖｅｒ；?Ｂｌａｃｋ?ｂａｒ?ｐｒｅｓｅｎｔｓ?１?ｍｍ?ｉｎ?ｓｉｚｅ?［４］．??（３）?３｜ｉｍ波段激光應(yīng)用??３?ｆｉｍ波段激光處于強水吸收峰附近，對生物組織的穿透范圍很淺，用作激??光手術(shù)刀可以很好地避免對外圍生物組織的損害，目前在牙科牙硬組織激光消融??手術(shù)中應(yīng)用尤為普遍，其工作機理是３?ｐｍ波段激光被人體組織中的水分子和牙??齒中的羥基吸收后，會在組織表面處形成大量汽化膨脹并產(chǎn)生微爆使牙體組織表??層得以去除［７，?８］。Ｅｒ：ＹＡＧ激光消融牙本質(zhì)電鏡照片如圖１．３所示。２．９４?ｐｍ??ＥｒＹＡＧ激光超聲輔助治療儀對治療慢性牙周炎具有明顯的臨床效果，可以有效??去除感染組織、牙骨病變層，殺滅大量炎癥致病細菌［９］。另外，３?ｐｍ激光還可??以作為光學(xué)參量振蕩器（Ｏｐｔｉｃａｌ?Ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ?Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｓ，?ＯＰＯｓ）泵浦源，獲得３－１２??ｐｍ中遠紅外激光輸出，在光電對抗中具有重要的應(yīng)用價值。??圖１．３?Ｅｒ：ＹＡＧ?３叩ｉ激光消融牙本質(zhì)電鏡照片［７】．??Ｆｉｇ．?１．３?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ｄｅｎｔｉｎ?ａｂｌａｔｉｏｎ?ｕｓｉｎｇ?３?＾ｉｍ?Ｅｒ：ＹＡＧ?ｌａｓｅｒ?［７］．??３??

光譜區(qū)域，所以３－５?ｐｍ波??段激光可以探測的氣體范圍包括甲烷、乙烷、丙烷以及氯化氫、硫化氫、氟化氫、??水蒸氣等，是名副其實的分子“指紋譜”［１４］。在軍事方面，３－５?ｐｍ波段與航天器??發(fā)動機、動力設(shè)施和燃氣尾焰等產(chǎn)生的熱源輻射相匹配，為保護飛行器不受紅外??制導(dǎo)導(dǎo)彈威脅，定向紅外對抗系統(tǒng)（Ｄｉｒｅｃｔｅｄ?Ｉｎｆｒａｒｅｄ?Ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ，?ＤＩＲＣＭ）??己成為各軍事大國競相研究的熱點［１５，?１６］。例如，英美聯(lián)合研制的“復(fù)仇女神”??機載定向?qū)瓜到y(tǒng)如圖１．４?（ａ）所示，已經(jīng)列裝在軍方的多種機型上，系統(tǒng)中的??“毒蛇”激光器采用固體激光泵浦ＯＰＯｓ方案，可以探測ｌ〇ｋｍ以內(nèi)任何方向發(fā)射??來的導(dǎo)彈，并利用４?ｐｍ波段紅外激光摧毀來犯紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈上的光電探測器；??英國Ｓｅｌｅｘ?Ｇａｌｉｌｅｏ公司研發(fā)的“獅頭戰(zhàn)神”ＤＩＲＣＭ系統(tǒng)如圖１．４?（ｂ）所示，采用??高功率光纖激光器泵浦ＰＰＬＮ光學(xué)超晶格與ＺＧＰ晶體級聯(lián)ＯＰＯｓ實現(xiàn)多波長中??紅外激光輸出，能夠產(chǎn)生Ｉ、ＩＩ和ＶＩ三個波段高功率激光，相應(yīng)的激光輸出功率??分別為３?Ｗ、２?Ｗ和５?Ｗ。??禮‘Ｓｉ??圖１．４?（ａ）?“復(fù)仇女神”和（ｂ）?“獅頭戰(zhàn)神”定向紅外對抗系統(tǒng)［１５］．??Ｆｉｇ．?１．?４?（ａ）?Ｎｅｍｅｓｉｓ?ａｎｄ?（ｂ）?Ｍｉｙｓｉｓ?ＤＩＲＣＭ?ｓｙｓｔｅｍｓ?［１５］．??４??

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]2μm Tm:YAG主動調(diào)Q板條激光器研究[D]. 金琳.江蘇師范大學(xué) 2017
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[5]新型2微米全固態(tài)陶瓷鎖模激光器[D]. 林清峰.西安電子科技大學(xué) 2014
[6]高功率Tm:YAP板條激光器實驗研究[D]. 李上.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
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本文編號：3400519