發(fā)布時(shí)間：2024-07-02 19:10

　　2～4μm中紅外激光在氣體探測(cè)、生物醫(yī)學(xué)、材料加工、紅外對(duì)抗等諸多領(lǐng)域都具有極其重要的應(yīng)用前景,受到各行業(yè)的廣泛關(guān)注。目前,實(shí)現(xiàn)該波段激光的技術(shù)方案有多種,如:量級(jí)級(jí)聯(lián)激光器、固體激光器、光學(xué)參量振蕩器、光學(xué)參量產(chǎn)生及放大器、光纖激光器等等。相比其它幾種激光器,光纖激光器具有自身的一些優(yōu)勢(shì),如:優(yōu)良的光束質(zhì)量、良好的散熱、高的轉(zhuǎn)化效率、易于小型化集成化等等。本文選題圍繞近幾年國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)“中紅外光纖激光”,它在2012年被光子領(lǐng)域頂級(jí)專刊《Nature Photonics》進(jìn)行了聚焦報(bào)道,被認(rèn)為是未來中紅外光子領(lǐng)域四個(gè)重要發(fā)展方向之一。近十幾年,隨著紅外光纖拉制工藝和器件制作水平不斷提升,2～4μm中紅外光纖激光取得了快速發(fā)展。相比連續(xù)/準(zhǔn)連續(xù)與超短脈沖,μsⁿs量級(jí)的短脈沖兼具了高平均功率和高脈沖能量特點(diǎn),在高效組織消融/切割、特殊材料加工、紅外制導(dǎo)致盲等方面具有潛在的應(yīng)用,但該波段短脈沖光纖激光的發(fā)展還存在諸多問題和空白亟待解決和探索。本文將圍繞調(diào)Q和增益調(diào)制兩種技術(shù)手段,在不同稀土離子摻雜氟化物光纖激光器中開展了2～4μm短脈沖激光的相關(guān)實(shí)驗(yàn)與理論研究。...

【文章頁數(shù)】：151 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 2⁴μm中紅外激光的應(yīng)用
        1.1.1 氣體探測(cè)
        1.1.2 醫(yī)學(xué)應(yīng)用
        1.1.3 材料加工
        1.1.4 軍事應(yīng)用
        1.1.5 未來應(yīng)用
    1.2 2⁴μm中紅外光纖激光的產(chǎn)生
        1.2.1 2⁴μm中紅外光纖激光器分類
        1.2.2 2⁴μm稀土離子摻雜光纖激光器
            1.2.2.1 光纖基質(zhì)材料的選取
            1.2.2.2 稀土離子的選取
    1.3 2⁴μm稀土離子摻雜短脈沖氟化物光纖激光器的研究進(jìn)展
        1.3.1 調(diào)Q脈沖激光器
        1.3.2 增益調(diào)制脈沖激光器
    1.4 本論文的主要研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排
第二章 基于摻Ho³⁺ZBLAN光纖的2.9μm和2.1μm短脈沖光纖激光器研究
    2.1 自脈沖摻Ho³⁺ZBLAN光纖激光器實(shí)驗(yàn)研究
        2.1.1 激光器結(jié)構(gòu)
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    2.2 2.9 μm增益調(diào)制摻Ho³⁺ZBLAN光纖激光器實(shí)驗(yàn)研究
        2.2.1 激光器結(jié)構(gòu)
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    2.3 2.9 μm和2.1μm雙波長(zhǎng)增益調(diào)制摻Ho³⁺ZBLAN光纖激光器實(shí)驗(yàn)研究..
        2.3.1 激光器結(jié)構(gòu)
        2.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 基于摻Dy³⁺ZBLAN光纖的3μm短脈沖光纖激光器研究
    3.1 被動(dòng)調(diào)Q摻 Dy³⁺ZBLAN光纖激光器實(shí)驗(yàn)研究
        3.1.11090 nm連續(xù)摻Y(jié)b³⁺石英光纖激光器的搭建
            3.1.1.1 激光器結(jié)構(gòu)
            3.1.1.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        3.1.2 基于硫化鉛納米顆粒的被動(dòng)調(diào)Q摻 Dy³⁺ZBLAN光纖激光器搭建.
            3.1.2.1 硫化鉛材料介紹
            3.1.2.2 硫化鉛納米顆粒的制備與表征
            3.1.2.3 激光器結(jié)構(gòu)
            3.1.2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    3.2 增益調(diào)制摻Dy³⁺ZBLAN光纖激光器實(shí)驗(yàn)研究
        3.2.1 1090 nm主動(dòng)調(diào)Q摻 Yb³⁺石英光纖激光器的搭建
            3.2.1.1 激光器結(jié)構(gòu)
            3.2.1.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        3.2.2 增益調(diào)制摻Dy³⁺ZBLAN光纖激光器的搭建
            3.2.2.1 激光器結(jié)構(gòu)
            3.2.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    3.3 本章小結(jié)
第四章 基于摻Er³⁺ZBLAN光纖的3.5μm短脈沖光纖激光器研究
    4.1 級(jí)聯(lián)泵浦的被動(dòng)調(diào)Q摻 Er³⁺ZBLAN光纖激光器實(shí)驗(yàn)研究
        4.1.1 1981 nm連續(xù)摻Tm³⁺光纖激光器的搭建
            4.1.1.1 激光器結(jié)構(gòu)
            4.1.1.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        4.1.2 基于Fe²⁺:ZnSe晶體的被動(dòng)調(diào)Q摻 Er³⁺ZBLAN光纖激光器的搭建
            4.1.2.1 Fe²⁺:ZnSe晶體介紹
            4.1.2.2 激光器結(jié)構(gòu)
            4.1.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    4.2 級(jí)聯(lián)泵浦的增益調(diào)制摻Er³⁺ZBLAN光纖激光器實(shí)驗(yàn)研究
        4.2.1 1950 nm被動(dòng)調(diào)Q摻 Tm³⁺光纖激光源的搭建
            4.2.1.1 激光源結(jié)構(gòu)
            4.2.1.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        4.2.2 增益調(diào)制摻Er³⁺ZBLAN光纖激光器的搭建
            4.2.2.1 激光器結(jié)構(gòu)
            4.2.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    4.3 平行泵浦的摻Er³⁺ZBLAN光纖激光器實(shí)驗(yàn)研究
        4.3.1 平行泵浦的摻Er³⁺ZBLAN光纖激光器能級(jí)躍遷過程
        4.3.2 激光器結(jié)構(gòu)
        4.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 雙波長(zhǎng)泵浦的3.9μm摻 Ho³⁺InF₃ 光纖激光理論探索
    5.1 基于雙波長(zhǎng)泵浦的摻Ho³⁺InF₃ 光纖激光器數(shù)值模型建立
    5.2 基于雙波長(zhǎng)泵浦的摻Ho³⁺InF₃ 光纖激光器數(shù)值仿真與優(yōu)化
    5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 本文的主要工作
    6.2 本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    6.3 本文的不足及后續(xù)展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間取得的成果



本文編號(hào)：3999879