2μm波段高能量脈沖光纖激光器及級聯(lián)拉曼激光光源研究.pdf

1、近年來，工作波長在人眼安全波段的摻銩光纖激光器（TDFL）引起了人們的廣泛注意。摻銩光纖（TDF）擁有幾乎完全覆蓋從1.7到2.1μm波長范圍的超寬發(fā)射譜，且已經(jīng)被證明可以用其來制作高功率和高能量光纖激光光源。本文圍繞2μm波段高能量脈沖TDFL展開理論和實驗研究，并涉及到近、中紅外波段的級聯(lián)拉曼激光光源的初步探索。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴引入了高能量脈沖TDFL的理論模型，重點分析了脈沖摻銩光纖放大器內(nèi)部最高可提取脈沖能量，

2、討論了脈沖放大過程中TDF內(nèi)部銩離子的上能級粒子數(shù)累積和消耗過程，得出了在給定泵浦光功率下存在最優(yōu)增益光纖長度和最優(yōu)種子激光重復頻率的結(jié)論。⑵實驗研究1958nm同帶泵浦增益開關(guān)TDFL的時域特性，發(fā)現(xiàn)輸出脈沖在閾值附近具有時域不穩(wěn)定性和相對穩(wěn)定態(tài)PRR1/2（重復頻率減半）。采用同帶泵浦增益開關(guān) TDFL的理論模型對此現(xiàn)象作了詳細理論分析，揭示了時域不穩(wěn)定性的物理本質(zhì)，并通過數(shù)值模擬預測并在實驗上證明了增益開關(guān)TDFL中相對穩(wěn)定態(tài)PR

3、R1/3的存在。⑶開展了2μm波段高能量脈沖TDFL的實驗研究。通過增益開關(guān)技術(shù)獲得了1980 nm種子脈沖激光。采用全光纖主振蕩功率放大結(jié)構(gòu)TDFL對種子激光進行放大，獲得了最高輸出脈沖能量為0.86 mJ、峰值功率超過10 kW的1980 nm激光脈沖輸出；通過理論和實驗證實了在ASE功率不顯著增強的條件下，采用低重復頻率的信號激光更有利于提取TDF中儲存的能量；分析了實驗中脈沖能量提升的限制因素，并提出進一步提高輸出脈沖能量的方法