發(fā)布時間：2024-07-02 19:10

　　2～4μm中紅外激光在氣體探測、生物醫(yī)學、材料加工、紅外對抗等諸多領域都具有極其重要的應用前景,受到各行業(yè)的廣泛關注。目前,實現(xiàn)該波段激光的技術方案有多種,如:量級級聯(lián)激光器、固體激光器、光學參量振蕩器、光學參量產生及放大器、光纖激光器等等。相比其它幾種激光器,光纖激光器具有自身的一些優(yōu)勢,如:優(yōu)良的光束質量、良好的散熱、高的轉化效率、易于小型化集成化等等。本文選題圍繞近幾年國內外的研究熱點“中紅外光纖激光”,它在2012年被光子領域頂級�？�《Nature Photonics》進行了聚焦報道,被認為是未來中紅外光子領域四個重要發(fā)展方向之一。近十幾年,隨著紅外光纖拉制工藝和器件制作水平不斷提升,2～4μm中紅外光纖激光取得了快速發(fā)展。相比連續(xù)/準連續(xù)與超短脈沖,μsⁿs量級的短脈沖兼具了高平均功率和高脈沖能量特點,在高效組織消融/切割、特殊材料加工、紅外制導致盲等方面具有潛在的應用,但該波段短脈沖光纖激光的發(fā)展還存在諸多問題和空白亟待解決和探索。本文將圍繞調Q和增益調制兩種技術手段,在不同稀土離子摻雜氟化物光纖激光器中開展了2～4μm短脈沖激光的相關實驗與理論研究。...

【文章頁數(shù)】：151 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 2⁴μm中紅外激光的應用
        1.1.1 氣體探測
        1.1.2 醫(yī)學應用
        1.1.3 材料加工
        1.1.4 軍事應用
        1.1.5 未來應用
    1.2 2⁴μm中紅外光纖激光的產生
        1.2.1 2⁴μm中紅外光纖激光器分類
        1.2.2 2⁴μm稀土離子摻雜光纖激光器
            1.2.2.1 光纖基質材料的選取
            1.2.2.2 稀土離子的選取
    1.3 2⁴μm稀土離子摻雜短脈沖氟化物光纖激光器的研究進展
        1.3.1 調Q脈沖激光器
        1.3.2 增益調制脈沖激光器
    1.4 本論文的主要研究內容及章節(jié)安排
第二章 基于摻Ho³⁺ZBLAN光纖的2.9μm和2.1μm短脈沖光纖激光器研究
    2.1 自脈沖摻Ho³⁺ZBLAN光纖激光器實驗研究
        2.1.1 激光器結構
        2.1.2 實驗結果與分析
    2.2 2.9 μm增益調制摻Ho³⁺ZBLAN光纖激光器實驗研究
        2.2.1 激光器結構
        2.2.2 實驗結果與分析
    2.3 2.9 μm和2.1μm雙波長增益調制摻Ho³⁺ZBLAN光纖激光器實驗研究..
        2.3.1 激光器結構
        2.3.2 實驗結果與分析
    2.4 本章小結
第三章 基于摻Dy³⁺ZBLAN光纖的3μm短脈沖光纖激光器研究
    3.1 被動調Q摻 Dy³⁺ZBLAN光纖激光器實驗研究
        3.1.11090 nm連續(xù)摻Yb³⁺石英光纖激光器的搭建
            3.1.1.1 激光器結構
            3.1.1.2 實驗結果與分析
        3.1.2 基于硫化鉛納米顆粒的被動調Q摻 Dy³⁺ZBLAN光纖激光器搭建.
            3.1.2.1 硫化鉛材料介紹
            3.1.2.2 硫化鉛納米顆粒的制備與表征
            3.1.2.3 激光器結構
            3.1.2.4 實驗結果與分析
    3.2 增益調制摻Dy³⁺ZBLAN光纖激光器實驗研究
        3.2.1 1090 nm主動調Q摻 Yb³⁺石英光纖激光器的搭建
            3.2.1.1 激光器結構
            3.2.1.2 實驗結果與分析
        3.2.2 增益調制摻Dy³⁺ZBLAN光纖激光器的搭建
            3.2.2.1 激光器結構
            3.2.2.2 實驗結果與分析
    3.3 本章小結
第四章 基于摻Er³⁺ZBLAN光纖的3.5μm短脈沖光纖激光器研究
    4.1 級聯(lián)泵浦的被動調Q摻 Er³⁺ZBLAN光纖激光器實驗研究
        4.1.1 1981 nm連續(xù)摻Tm³⁺光纖激光器的搭建
            4.1.1.1 激光器結構
            4.1.1.2 實驗結果與分析
        4.1.2 基于Fe²⁺:ZnSe晶體的被動調Q摻 Er³⁺ZBLAN光纖激光器的搭建
            4.1.2.1 Fe²⁺:ZnSe晶體介紹
            4.1.2.2 激光器結構
            4.1.2.3 實驗結果與分析
    4.2 級聯(lián)泵浦的增益調制摻Er³⁺ZBLAN光纖激光器實驗研究
        4.2.1 1950 nm被動調Q摻 Tm³⁺光纖激光源的搭建
            4.2.1.1 激光源結構
            4.2.1.2 實驗結果與分析
        4.2.2 增益調制摻Er³⁺ZBLAN光纖激光器的搭建
            4.2.2.1 激光器結構
            4.2.2.2 實驗結果與分析
    4.3 平行泵浦的摻Er³⁺ZBLAN光纖激光器實驗研究
        4.3.1 平行泵浦的摻Er³⁺ZBLAN光纖激光器能級躍遷過程
        4.3.2 激光器結構
        4.3.3 實驗結果與分析
    4.4 本章小結
第五章 雙波長泵浦的3.9μm摻 Ho³⁺InF₃ 光纖激光理論探索
    5.1 基于雙波長泵浦的摻Ho³⁺InF₃ 光纖激光器數(shù)值模型建立
    5.2 基于雙波長泵浦的摻Ho³⁺InF₃ 光纖激光器數(shù)值仿真與優(yōu)化
    5.3 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 本文的主要工作
    6.2 本文的主要創(chuàng)新點
    6.3 本文的不足及后續(xù)展望
致謝
參考文獻
攻讀博士學位期間取得的成果



本文編號：3999879