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2~4微米中紅外脈沖光纖激光器研究

發(fā)布時(shí)間:2024-07-02 19:10
  2~4μm中紅外激光在氣體探測(cè)、生物醫(yī)學(xué)、材料加工、紅外對(duì)抗等諸多領(lǐng)域都具有極其重要的應(yīng)用前景,受到各行業(yè)的廣泛關(guān)注。目前,實(shí)現(xiàn)該波段激光的技術(shù)方案有多種,如:量級(jí)級(jí)聯(lián)激光器、固體激光器、光學(xué)參量振蕩器、光學(xué)參量產(chǎn)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(shì),如:優(yōu)良的光束質(zhì)量、良好的散熱、高的轉(zhuǎn)化效率、易于小型化集成化等等。本文選題圍繞近幾年國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)“中紅外光纖激光”,它在2012年被光子領(lǐng)域頂級(jí)?禢ature Photonics》進(jìn)行了聚焦報(bào)道,被認(rèn)為是未來中紅外光子領(lǐng)域四個(gè)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(zhǔn)連續(xù)與超短脈沖,μsns量級(jí)的短脈沖兼具了高平均功率和高脈沖能量特點(diǎn),在高效組織消融/切割、特殊材料加工、紅外制導(dǎo)致盲等方面具有潛在的應(yīng)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(diào)Q和增益調(diào)制兩種技術(shù)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(guān)實(shí)驗(yàn)與理論研究。...

【文章頁數(shù)】:151 頁

【學(xué)位級(jí)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(yīng)用
        1.1.1 氣體探測(cè)
        1.1.2 醫(yī)學(xué)應(yīng)用
        1.1.3 材料加工
        1.1.4 軍事應(yīng)用
        1.1.5 未來應(yīng)用
    1.2 24μm中紅外光纖激光的產(chǎn)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(zhì)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(jìn)展
        1.3.1 調(diào)Q脈沖激光器
        1.3.2 增益調(diào)制脈沖激光器
    1.4 本論文的主要研究?jī)?nèi)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(shí)驗(yàn)研究
        2.1.1 激光器結(jié)構(gòu)
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    2.2 2.9 μm增益調(diào)制摻Ho3+ZBLAN光纖激光器實(shí)驗(yàn)研究
        2.2.1 激光器結(jié)構(gòu)
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    2.3 2.9 μm和2.1μm雙波長增益調(diào)制摻Ho3+ZBLAN光纖激光器實(shí)驗(yàn)研究..
        2.3.1 激光器結(jié)構(gòu)
        2.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    2.4 本章小結(jié)
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(dòng)調(diào)Q摻 Dy3+ZBLAN光纖激光器實(shí)驗(yàn)研究
        3.1.11090 nm連續(xù)摻Y(jié)b3+石英光纖激光器的搭建
            3.1.1.1 激光器結(jié)構(gòu)
            3.1.1.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        3.1.2 基于硫化鉛納米顆粒的被動(dòng)調(diào)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(jié)構(gòu)
            3.1.2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    3.2 增益調(diào)制摻Dy3+ZBLAN光纖激光器實(shí)驗(yàn)研究
        3.2.1 1090 nm主動(dòng)調(diào)Q摻 Yb3+石英光纖激光器的搭建
            3.2.1.1 激光器結(jié)構(gòu)
            3.2.1.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        3.2.2 增益調(diào)制摻Dy3+ZBLAN光纖激光器的搭建
            3.2.2.1 激光器結(jié)構(gòu)
            3.2.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    3.3 本章小結(jié)
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(jí)聯(lián)泵浦的被動(dòng)調(diào)Q摻 Er3+ZBLAN光纖激光器實(shí)驗(yàn)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(jié)構(gòu)
            4.1.1.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        4.1.2 基于Fe2+:ZnSe晶體的被動(dòng)調(diào)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(jié)構(gòu)
            4.1.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    4.2 級(jí)聯(lián)泵浦的增益調(diào)制摻Er3+ZBLAN光纖激光器實(shí)驗(yàn)研究
        4.2.1 1950 nm被動(dòng)調(diào)Q摻 Tm3+光纖激光源的搭建
            4.2.1.1 激光源結(jié)構(gòu)
            4.2.1.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        4.2.2 增益調(diào)制摻Er3+ZBLAN光纖激光器的搭建
            4.2.2.1 激光器結(jié)構(gòu)
            4.2.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    4.3 平行泵浦的摻Er3+ZBLAN光纖激光器實(shí)驗(yàn)研究
        4.3.1 平行泵浦的摻Er3+ZBLAN光纖激光器能級(jí)躍遷過程
        4.3.2 激光器結(jié)構(gòu)
        4.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    4.4 本章小結(jié)
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(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 本文的主要工作
    6.2 本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    6.3 本文的不足及后續(xù)展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間取得的成果



本文編號(hào):3999879

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