3μn波段是大氣的一個(gè)重要的傳輸窗口,對(duì)大霧、煙塵等具有較強(qiáng)的穿透能力,在海平面上傳輸時(shí)受到氣體分子吸收和懸浮物的散射小。在軍事上,紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈探測(cè)器的響應(yīng)范圍就在3-5 μm波段,針對(duì)紅外導(dǎo)引頭的光電對(duì)抗迫切需要該波段的激光光源;在民用領(lǐng)域,3-5 μm波段對(duì)應(yīng)多數(shù)氣體分子強(qiáng)吸收峰,因此在微量氣體探測(cè)領(lǐng)域有著廣泛的民用價(jià)值;在科學(xué)前沿領(lǐng)域,超強(qiáng)超短中紅外波段激光可以產(chǎn)生高次諧波,實(shí)現(xiàn)高亮度、高對(duì)比度的阿秒光脈沖和中紅外頻率梳。另外,在醫(yī)學(xué)上,3 μm波段中紅外激光還可以開展疾病光譜診斷技術(shù)檢測(cè)。因此,鑒于3μm波段中紅外激光具有重要的應(yīng)用背景和極大的需求空間,它已成為國(guó)防和民用競(jìng)相研究開發(fā)的熱點(diǎn)領(lǐng)域。本論文以鈥（Ho3+）,鐠（Pr3+）共摻的氟化物晶體為研究對(duì)象,將晶體光譜特性和激光器設(shè)計(jì)相結(jié)合,在探索Pr3+離子引入對(duì)晶體光譜特性影響的基礎(chǔ)上結(jié)合激光實(shí)驗(yàn),研究Ho3+,Pr3+共摻氟化物晶體3 μm波段連續(xù)波、調(diào)Q短脈沖和鎖模超短脈沖的激光輸出特性。具體研究?jī)?nèi)容如下:1.從3μm的應(yīng)用需求出發(fā),介紹了 3 μm波段激光在氣體探測(cè)、激光醫(yī)療、材料加工、軍事等方面的應(yīng)用�？偨Y(jié)了產(chǎn)生3... 

【文章來(lái)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

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１－３?ＰＭＭＡ、ＨＤＰＥ、ＰＰ材料的吸收曲線［６］??Ｆｉｇ．?１－３?Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ?ｃｕｉ＊ｖｅ?ｏｆ?ＰＭＭＡ，?ＨＤＰＥ，?ＰＰ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ?［６］．??

山東大學(xué)博士學(xué)位論文??幾類激光器各有優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)各自的特點(diǎn)應(yīng)用環(huán)境也各不相同。??光參量激光器。光參量激光器利用非線性頻率轉(zhuǎn)換技術(shù)將成熟的激光波長(zhǎng)??（主要是１?ｐｍ近紅外激光）變頻到３?ｐｍ波段，是目前獲得中紅外固體相干光??源的常用技術(shù)手段。圖１－４分別為光參量產(chǎn)生（ＯＰＧ）、光參量放大（ＯＰＡ）和光??參量振蕩（０Ｐ０）的原理圖。０Ｐ０具有輸出功率高、調(diào)諧范圍寬的特點(diǎn)。如利用??周期極化鈮酸鋰（ＰＰＬＮ）結(jié)合溫度調(diào)諧和波長(zhǎng)調(diào)諧兩種方式ｎｊ？以實(shí)現(xiàn)１．５－５??波長(zhǎng)范圍的連續(xù)調(diào)諧激光輸出［１１］。兄外，利用不同的非線性晶體可以實(shí)現(xiàn)不同??波Ｌ＜：范Ｈ彳的調(diào)諧激光輸出，如利用２．０，激光器泵浦ＺｎＧｅｈ品體可以實(shí)現(xiàn)５－８??ｐｍ激光輸出，而ＡｇＧａＳｃ２／ＡｇＣＪａＳ２ｌＶ＾Ｕｉ是吋以實(shí)現(xiàn)大Ｔ丨２?Ｍｍ的參想：光輸出??［１２］。隨著非線性晶體的不斷發(fā)展，基于頻率轉(zhuǎn)換技術(shù)的光參量激光器的研宄和??應(yīng)用也得到廣泛推進(jìn)［１３，?１４］。然而中間頻率轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)的增加，使得整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)??比較復(fù)雜，并且光參景頻率轉(zhuǎn)換過(guò)程屬于二階非線性，必須考慮位相匹屺以及溫??度、Ｒ力等外界因素，穩(wěn)定性和可靠性還有待提高。??（ＯＰＧ）?（ＯＰＯ）??⑷???（０??？?■?■■?一?■?？??（Ｏｐ?＞：：?：：：：：：：；：：：：?：ｘ－?＞？：????ｙ?－＞；■?：：：：：?Ｘ－?ｖ?；；??＾??吟．賽：：：谷：：努：：：務(wù)：．：％丨’：寒：務(wù)本：＞：：：：：備：令丨?？？？■＇？？？?ｙｉ－?？＞＞＊？？＞＞？？？？＞＞？．??（�。�?丨＿?—?丨－?０）？，??＿?，、?Ｉ?

山東大學(xué)博士學(xué)位論文??Ｇｏｙａ等人利用如圖１－６所示的裝置，選用Ｅｒ＾ＺＢＬＡＮ光纖作為增益介質(zhì)，獲得??了最高功率為３５?Ｗ的連續(xù)波激光，中心波長(zhǎng)為２．８３８?ｐｎ?［１８］。在超快激光器方??面，２０２０年，ＨｏｎｇｇａｎＧｕ等人利用非線性偏振旋轉(zhuǎn)鎖模技術(shù)，在Ｅｒ３＋：ＺＢＬＡＮ光??纖激光器中實(shí)現(xiàn)了脈沖寬度為１３１?ｆｓ的超快激光運(yùn)轉(zhuǎn)［１９］。對(duì)于Ｈｏ１＋摻雜的中紅??外光纖激光器，２０１７年，Ｒ．ｌ．Ｗｏｏｄｗａｒｄ等人以Ｈｏ＇Ｐｒ＾ＺＢＬＡＮ光纖作為增益??介質(zhì)，利用非線性偏振鎖模技術(shù)搭建了如閣１－７所示的光纖激光器，實(shí)現(xiàn)了中心??波長(zhǎng)為２．８６?的超快激光輸出，其脈沖寬度為２６５?ｆｓ，進(jìn)一步利用Ａｓ２Ｓ３光纖??在腔外將脈沖寬度仄縮至７０＆［２０』。丨４年，＾１１＼￥（＾等人在丨＾，卩斤共摻氟化??物光纖激光器屮實(shí)現(xiàn)ｆ寬度為３４ｎｍ的調(diào)諧皮秒激光輸出丨２１］。然而，ＺＢＬＡＮ光??纖端面長(zhǎng)時(shí)間存放易氧化，光纖存在色心，難以獲得高的脈沖能量以及激光器難??以長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)等問(wèn)題？直制約著該類激光器的實(shí)際應(yīng)用。并且，目前國(guó)內(nèi)尚??未掌捤ＺＢＬＡＮ光纖的核心制備技術(shù)，國(guó)外主流產(chǎn)品對(duì)國(guó)內(nèi)禁運(yùn)。??ＴｒａｎＭｎｉｔｔｅＵ?ｌｕｓｃｒ?（２．Ｋ?ｕｒｎ）?／?＼?Ｌａｓｅｒ?ｏｕｔｐｕｔ?（２．Ｋ?ｐｍ）??Ｕ＾，ｎ，?？?〇，，Ｒ－ｒＢｆｌＧ?叫，??（／．?４．０?ｍｍ．?Ｒ?９９＊！〇）?（Ｉ．?￣?０．３?ｍｍ．?Ｒ?￣?１３°／〇）??圖?１－６?３５－Ｗ?ＥＡＺＢＬＡＮ?光纖激光器裝??Ｆｉｇ．?１－６?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｓｅｔｕｐ?ｏｆ?ｔｈｅ?３５－Ｗ?Ｅｒ３ｔ：ＺＢＬＡＮ?ｆｉｂ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Generation of 131 fs mode-locked pulses from 2.8 μm Er:ZBLAN fiber laser[J]. 顧宏安,覃治鵬,謝國(guó)強(qiáng),海婷,袁鵬,馬金貴,錢列加.  Chinese Optics Letters. 2020(03)
[2]中遠(yuǎn)紅外量子級(jí)聯(lián)激光器研究進(jìn)展(特邀)[J]. 趙越,張錦川,劉傳威,王利軍,劉俊岐,劉峰奇.  紅外與激光工程. 2018(10)
[3]Bismuth nanosheets as a Q-switcher for a mid-infrared erbium-doped SrF2 laser[J]. JINGJING LIU,HAO HUANG,FENG ZHANG,ZHEN ZHANG,JIE LIU,HAN ZHANG,LIANGBI SU.  Photonics Research. 2018(08)
[4]Multilayer black phosphorus as saturable absorber for an Er:Lu2O3 laser at 3 μm[J]. Mingqi Fan,Tao Li,Shengzhi Zhao,Guiqiu Li,Xiaochun Gao,Kejian Yang,Dechun Li,Christian Kr?nkel.  Photonics Research. 2016(05)
[5]Passive Q-switching and Q-switched mode-locking operations of 2 μm Tm:CLNGG laser with MoS2 saturable absorber mirror[J]. L.C.Kong,G.Q.Xie,P.Yuan,L.J.Qian,S.X.Wang,H.H.Yu,H.J.Zhang.  Photonics Research. 2015(02)
[6]Enhanced emission of 2.9 μm from Ho3+/Pr3+ co-doped LiYF4 crystal excited by 640 nm[J]. 彭江濤,夏海平,汪沛淵,胡皓陽(yáng),唐磊,張約品,江浩川,陳寶玖.  Optoelectronics Letters. 2013(05)
[7]Er,Cr:YSGG激光在口腔治療中的應(yīng)用[J]. 黃楠楠,黃姣.  激光雜志. 2012(04)
[8]納秒電光調(diào)QNd:YVO4激光器[J]. 張翔,馮馳,謝希盈,宴樂(lè)侖,雷訇,李強(qiáng).  強(qiáng)激光與粒子束. 2011(09)
[9]中紅外光參量振蕩器的最新進(jìn)展[J]. 阮鵬,謝冀江.  激光雜志. 2010(04)
[10]LDA端泵浦電光調(diào)Q脈沖輸出特性研究[J]. 高潤(rùn)梅,常勝江,胡智勇,方濤,傅汝廉.  激光與紅外. 2008(11)

博士論文
[1]光學(xué)超晶格中紅外光參量振蕩器研究[D]. 寧建.山東大學(xué) 2017
[2]全固態(tài)中紅外2μm波段激光特性研究[D]. 馮天利.山東大學(xué) 2015

碩士論文
[1]摻雜鈥、鐠離子氟化釔鋰激光晶體制備及中紅外光譜特性[D]. 彭江濤.寧波大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3553634