3μm波段可调谐脉冲光纤激光器基础研究

发布时间：2020-04-02 10:38

【摘要】：近年来高脉冲能量、高峰值功率、波长可调谐的3μm脉冲光纤激光器以其在激光医疗、工业加工及非线性频率转换等民用及军事领域潜在的应用前景而备受关注。本文主要针对3μm波段可调谐脉冲光纤激光器展开相关研究,主要内容如下:(1)利用Fe~(2+):ZnSe晶体,实现了基于掺Er~(3+)ZBLAN的高功率、高能量波长可调谐被动调Q脉冲光纤激光器。研究了不同泵浦功率下的调Q调谐性能及其脉冲输出特性,在最大泵浦功率下,得到最大调谐范围为2762.5 nm～2852.5 nm(90nm),在76.1 nm可调范围内其输出功率均大于4 W,其中在2811.7 nm处获得的最大平均输出功率为5.16 W,在2834.6 nm处获得的最大脉冲能量为27.7μJ,是目前直接通过调Q所实现的较大平均输出功率和脉冲能量。(2)将基于半导体可饱和吸收镜(SESAM)的Ho~(3+)/Pr~(3+)共掺ZBLAN光纤调Q脉冲激光器作为种子源,结合主振荡功率放大结构(MOPA),对放大调Q脉冲的输出特性进行了研究。在种子源耦合功率为93 mW时,所得到的放大调Q脉冲的最大平均输出功率为798 mW,对应的斜率效率为23.7%,将基于Ho~(3+)/Pr~(3+)共掺ZBLAN光纤被动调Q脉冲的平均功率提升至较高水平。(3)基于SESAM实现了Ho~(3+)/Pr~(3+)共掺ZBLAN光纤被动锁模脉冲光纤激光器,其中心波长位于2869.8 nm,重复频率和脉宽分别为10.03 MHz和18 ps,所得到的稳定锁模脉冲的最大输出功率为184.3 mW。(4)利用闪耀光栅作为波长选择器件,实现了3μm波段基于SESAM被动锁模可调谐脉冲光纤激光器。所得到的最大锁模调谐范围为2842.2 nm~2876.2 nm(~34 nm),对应的锁模脉冲重频和脉宽分别为10.17 MHz和22 ps,所实现的最大输出功率为127.7 mW,其对应的最大单脉冲能量和峰值功率分别为12.56 nJ和503.5 W。
【图文】：

能级图,能级图,光纤,子源

掺Er3+ZBLAN光纤中Er3+离子部分简化能级图

荧光光谱,稀土掺杂离子,光纤激光器,荧光光谱

14图 2-2 稀土掺杂离子光纤激光器中荧光光谱(>1.5 μm)[9]与其他离子掺杂系统相比，，Ho3+离子掺杂系统可产生较多的波长输出，其盖近红外到中红外波段，最长波长可达 3.9 μm。利用 640 nm 和 750 nm 激
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN248

【相似文献】