單縱模摻Tm3+光纖激光器的研究.pdf

1、由于2μm激光處于人眼安全區(qū)和大氣的弱吸收帶,其在激光雷達(dá)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)學(xué)診斷和治療、激光測(cè)距和光譜學(xué)等領(lǐng)域有著重要應(yīng)用;而單頻2μm激光器更是在光通信,精密測(cè)量,高精度光譜分析,激光遙感,相干雷達(dá),非線性轉(zhuǎn)換上有許多其他激光器不可替代的優(yōu)點(diǎn),所以單頻2μm激光器,成為目前的研究熱點(diǎn);同時(shí)光纖激光器相比較傳統(tǒng)固體激光器有系統(tǒng)簡(jiǎn)單,體積小,線寬窄等優(yōu)勢(shì),越來越成為實(shí)現(xiàn)單頻激光器的主要方向。
　　本文首先在分析了現(xiàn)有實(shí)現(xiàn)單頻光纖激光器

2、通用方法的基礎(chǔ)上,結(jié)合實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件,采用單光柵超短腔和環(huán)形腔+飽和吸收體兩種方法作為實(shí)現(xiàn)單頻輸出的實(shí)驗(yàn)方案,從理論上分析了環(huán)形腔+飽和吸收體實(shí)現(xiàn)單頻輸出的原理,同時(shí)從經(jīng)典速率方程和能級(jí)關(guān)系出發(fā),分析了激光器在單縱模輸出條件下的理論線寬極限。
　　其次,依據(jù)摻Tm3+光纖的能級(jí)結(jié)構(gòu),選擇輸出為L(zhǎng)-band(1565nm到1610nm)激光的Er3+/Yb3+共摻光纖激光器作為其泵浦源,分別從理論上和實(shí)驗(yàn)上研究了Er3+/Yb3+共

3、摻光纖激光器的輸出特性,制作出腔型結(jié)構(gòu)為雙光纖光柵線性腔,輸出波長(zhǎng)為1570nm,最大輸出功率為709mW的Er3+/Yb3+共摻光纖激光器。
　　然后,從理論和實(shí)驗(yàn)上研究了單光纖光柵超短腔和無飽和吸收體環(huán)形腔摻Tm3+光纖激光器的輸出特性。其中在無飽和吸收體環(huán)形腔結(jié)構(gòu)中,利用1.5μm波段的耦合器,實(shí)現(xiàn)了低耦合比輸出閾值為35.5mW,斜率效率為8.73％;高耦合比輸出閾值為243.1mW,斜率效率為10.3%的摻Tm3+光纖激