中紅外光纖激光器與波導探測器研究.pdf

1、輸出波長為2~5μm的中紅外激光在醫(yī)學、國防、激光測距和通信以及氣體探測和分子光譜學都有著重要的應用前景。在生物醫(yī)學中，工作波長在近3μm的激光能夠被水分子強烈吸收，因此利用它可以進行醫(yī)學上面的激光微治療、精確的切割和軟組織切除手術，并加快傷口愈合。另外，3~5μm中紅外激光位于透光率良好的“大氣透明窗口”，該波段激光對大霧、煙塵等具有較強的穿透力，在海平面上傳輸受到氣體分子散射小，因此3μm中紅外脈沖激光也非常適于激光大氣通信、激光測

2、距和遠程遙感。在光電系統(tǒng)接收端，波導光電探測器因其可以克服傳統(tǒng)探測器內量子效率限制、降低背景噪聲等優(yōu)點，同樣吸引了廣泛關注。本文中，主要從以下三個方面對摻 Ho3+氟化物中紅外光纖激光器和波導光電探測器進行了分析：
　　1.建立了中紅外單摻 Ho3+、級聯(lián)及 Ho3+、Pr3+共摻氟化物光纖激光器的理論模型和速率方程。對激光器激發(fā)態(tài)吸收、能量傳遞上轉換、能量傳遞對激光器性能的影響進行了模擬分析，并將理論模擬結果和已報道的實驗結果進

3、行了對比。
　　2.進行了中紅外摻Ho3+氟化物光纖激光實驗，實現(xiàn)了輻射波長大于3?m輸出功率0.77W的連續(xù)波光纖激光器。這也是第一個瓦級輸出的摻Ho3+光纖激光器。然后進行了中紅外可調諧調Q摻Ho3+氟化物光纖激光實驗，成功實現(xiàn)超過3μm可調諧的調Q光纖激光輸出，波長調諧范圍超過了80nm(2.95μm~3.031μm)，并且在整個輸出波長范圍都觀察到5I6→5I7能級躍遷的穩(wěn)定脈沖串。
　　3.建立了三維光束傳播法的模