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上转换氟化物光纤激光器

氟化物玻璃是一种性能优异的激光基质材料。本文介绍了稀土离子上转换发光的机理和光纤激  (本文共6页) 阅读全文>>

电子科技大学
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高功率和高能量中红外光纤激光器的理论和实验研究

近年来,3.0μm波段的高功率和高能量光纤激光器因其在医疗、材料加工、大气监测、军事对抗以及科研领域的潜在应用前景,已经引起了越来越多国内外科研工作者的关注。3.0μm波段的高功率和高能量光纤激光器有着光纤激光器体积小、易于集成、光束质量好、灵活性高等优点,已经成为了中红外激光器发展的主要方向之一。本文从理论和实验上重点研究了高功率连续光纤激光器和高能量脉冲光纤激光器。主要研究成果有以下几点:1.基于级联掺Er3+和掺Ho3+ZBLAN光纤激光器的速率方程、功率传输方程和产热方程建立了综合的理论模型。通过对模型数值求解,对光纤长度、离子掺杂浓度、能级跃迁过程、输出耦合、泵浦参数和产热特性等进行了深入研究。结果表明当离子掺杂浓度高于1 mol.%时,激光的斜率效率和阈值都会随着离子浓度的增加而稳步地增加;减少上能级跃迁的输出耦合可以降低下能级跃迁的阈值,而降低下能级跃迁的输出耦合有利于上能级跃迁;后向泵浦方式可以获得最高的斜率效率...  (本文共79页) 本文目录 | 阅读全文>>

电子科技大学
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中红外光纤激光器与波导探测器研究

输出波长为2~5μm的中红外激光在医学、国防、激光测距和通信以及气体探测和分子光谱学都有着重要的应用前景。在生物医学中,工作波长在近3μm的激光能够被水分子强烈吸收,因此利用它可以进行医学上面的激光微治疗、精确的切割和软组织切除手术,并加快伤口愈合。另外,3~5μm中红外激光位于透光率良好的“大气透明窗口”,该波段激光对大雾、烟尘等具有较强的穿透力,在海平面上传输受到气体分子散射小,因此3μm中红外脉冲激光也非常适于激光大气通信、激光测距和远程遥感。在光电系统接收端,波导光电探测器因其可以克服传统探测器内量子效率限制、降低背景噪声等优点,同样吸引了广泛关注。本文中,主要从以下三个方面对掺Ho~(3+)氟化物中红外光纤激光器和波导光电探测器进行了分析:1.建立了中红外单掺Ho~(3+)、级联及Ho~(3+)、Pr~(3+)共掺氟化物光纤激光器的理论模型和速率方程。对激光器激发态吸收、能量传递上转换、能量传递对激光器性能的影响进行了...  (本文共81页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所)
中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所)

稀土掺杂光纤激光器研究

由于稀土掺杂的光纤激光器在许多领域展现出诱人的应用前景,并呈现出逐步替代现有传统高功率激光器的趋势,因此,开展稀土掺杂光纤激光器,如3μm与2μm级联振荡Ho~(3+):ZBLAN光纤激光器、Tm~(3+):Ho~(3+)共掺石英光纤激光器以及Er~(3+):Yb~(3+)双包层共掺光纤激光器等的理论与新技术研究,不仅具有重要的科学价值,而且将对促进我国医疗、通信、军事、工业加工等领域的发展有着十分重要的意义。本论文的主要研究工作及创新如下:1、在国内首次基于3μm与2μm级联振荡Ho~(3+):ZBLAN光纤激光器的工作原理建立了1.1μm带泵浦下级联振荡Ho~(3+):ZBLAN光纤激光器的动态、稳态速率方程以及功率传输方程与相应的边界条件,建立了比较完善的理论模型,并进行了该激光器稳态、动态特性的数值分析。数值分析表明,级联振荡Ho~(3+):ZBLAN光纤激光器具有极高的能量转换效率,并容易产生级联振荡。2、国内首次从实...  (本文共166页) 本文目录 | 阅读全文>>

吉林大学
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掺Ho~(3+)氟化物玻璃光纤的制备及其在~2.9μm光纤激光器中的应用研究

波长位于~2.9μm波段的激光器由于其在光谱学、医疗、环境监测等领域的重要应用而受到广泛的关注。当前,基于玻璃或者玻璃光纤的~2.9μm激光都是在ZBLAN(ZrF_4-BaF_2-LaF_3-AlF_3-NaF)玻璃或光纤中实现的,但是ZBLAN玻璃容易与环境中的水发生反应引起潮解,这在一定程度上限制了ZBLAN光纤器件的应用。因此,为了进一步提高2.9μm光纤激光器的性能,探索和制备出具有低声子能量、良好化学稳定性和热稳定性的新型中红外玻璃光纤,并研究其在2.9μm光纤激光器方面的应用具有非常重要的意义。在攻读博士学位期间,作者围绕具有低声子能量、良好抗潮解性能的氟化物玻璃材料、掺Ho~(3+)氟化物玻璃光纤的设计和制备以及掺Ho~(3+)氟化物玻璃光纤在~2.9μm光纤激光器方面的应用进行了系统的研究,取得了以下研究结果:(1)在目前已报道的氟化物玻璃中,氟化锌基玻璃具有较低的声子能量(~420cm~(-1)),是潜在的可...  (本文共105页) 本文目录 | 阅读全文>>

上海交通大学
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中红外3μm波段Er:ZBLAN光纤激光器研究

中红外(2~20μm)激光位于很多气体分子和有机分子的振转能级吸收带,即所谓的“分子指纹区”,因此中红外激光在疾病诊断、痕量气体检测、分子光谱学等领域具有重要的应用前景。另外,空间大气存在三个透明“窗口”,分别为2~2.7 μm、3~μm 和8~13μm,因此中红外激光在远程遥感、空间通讯以及军用等领域也具有重要的应用潜力。当前,可见光和近红外波段的激光技术已经发展成熟,而中红外激光特别是3 μm及以上波段的中红外激光却发展得十分缓慢。本论文围绕3 μm波段Er:ZBLAN光纤激光器,开展了Er:ZBLAN光纤激光的复杂能级跃迁以及激光辐射动力学数值研究,开发了可工作在3 μm波段的新型黑磷调Q和锁模器件,并演示了高功率3 μm脉冲激光的输出,研究工作为3 μm中红外激光技术的发展和应用奠定了基础。论文的主要工作如下:第一,基于激光速率方程和传输方程,数值模拟了Er:ZBLAN光纤在2.8 μm波长的能级跃迁和受激辐射放大过程。...  (本文共121页) 本文目录 | 阅读全文>>