2μm波段高能量脈沖光纖激光器及級(jí)聯(lián)拉曼激光光源研究.pdf

1、近年來，工作波長(zhǎng)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(zhǎng)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(shí)驗(yàn)研究，并涉及到近、中紅外波段的級(jí)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(diǎn)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(jí)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(zhǎng)度和最優(yōu)種子激光重復(fù)頻率的結(jié)論。⑵實(shí)驗(yàn)研究1958nm同帶泵浦增益開關(guān)TDFL的時(shí)域特性，發(fā)現(xiàn)輸出脈沖在閾值附近具有時(shí)域不穩(wěn)定性和相對(duì)穩(wěn)定態(tài)PRR1/2（重復(fù)頻率減半）。采用同帶泵浦增益開關(guān) TDFL的理論模型對(duì)此現(xiàn)象作了詳細(xì)理論分析，揭示了時(shí)域不穩(wěn)定性的物理本質(zhì)，并通過數(shù)值模擬預(yù)測(cè)并在實(shí)驗(yàn)上證明了增益開關(guān)TDFL中相對(duì)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(shí)驗(yàn)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(duì)種子激光進(jìn)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(shí)驗(yàn)證實(shí)了在ASE功率不顯著增強(qiáng)的條件下，采用低重復(fù)頻率的信號(hào)激光更有利于提取TDF中儲(chǔ)存的能量；分析了實(shí)驗(yàn)中脈沖能量提升的限制因素，并提出進(jìn)一步提高輸出脈沖能量的方法