中紅外光纖激光器與波導(dǎo)探測(cè)器研究.pdf

1、輸出波長(zhǎng)為2~5μm的中紅外激光在醫(yī)學(xué)、國(guó)防、激光測(cè)距和通信以及氣體探測(cè)和分子光譜學(xué)都有著重要的應(yīng)用前景。在生物醫(yī)學(xué)中，工作波長(zhǎng)在近3μm的激光能夠被水分子強(qiáng)烈吸收，因此利用它可以進(jìn)行醫(yī)學(xué)上面的激光微治療、精確的切割和軟組織切除手術(shù)，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(duì)大霧、煙塵等具有較強(qiáng)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(cè)

2、距和遠(yuǎn)程遙感。在光電系統(tǒng)接收端，波導(dǎo)光電探測(cè)器因其可以克服傳統(tǒng)探測(cè)器內(nèi)量子效率限制、降低背景噪聲等優(yōu)點(diǎn)，同樣吸引了廣泛關(guān)注。本文中，主要從以下三個(gè)方面對(duì)摻 Ho3+氟化物中紅外光纖激光器和波導(dǎo)光電探測(cè)器進(jìn)行了分析：
　　1.建立了中紅外單摻 Ho3+、級(jí)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(duì)激光器激發(fā)態(tài)吸收、能量傳遞上轉(zhuǎn)換、能量傳遞對(duì)激光器性能的影響進(jìn)行了模擬分析，并將理論模擬結(jié)果和已報(bào)道的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)

3、行了對(duì)比。
　　2.進(jìn)行了中紅外摻Ho3+氟化物光纖激光實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了輻射波長(zhǎng)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(gè)瓦級(jí)輸出的摻Ho3+光纖激光器。然后進(jìn)行了中紅外可調(diào)諧調(diào)Q摻Ho3+氟化物光纖激光實(shí)驗(yàn)，成功實(shí)現(xiàn)超過3μm可調(diào)諧的調(diào)Q光纖激光輸出，波長(zhǎng)調(diào)諧范圍超過了80nm(2.95μm~3.031μm)，并且在整個(gè)輸出波長(zhǎng)范圍都觀察到5I6→5I7能級(jí)躍遷的穩(wěn)定脈沖串。
　　3.建立了三維光束傳播法的模