3μm波段調(diào)Q-鎖模Er3+-ZBLAN光纖激光器以及高功率中紅外超連續(xù)譜光源.pdf

1、3μm波段中紅外脈沖光纖激光器及＞3μm高功率超連續(xù)譜(SC)源具有很多實(shí)際及潛在應(yīng)用而備受青睞。本論文中，我們分別采用Fe2+-ZnSe晶體及石墨烯實(shí)現(xiàn)了單模高摻雜Er3+-ZBLAN光纖激光器的被動(dòng)調(diào)Q以及鎖模運(yùn)轉(zhuǎn);從理論上分析了3μm波段脈沖泵浦下如何獲得基于色散位移亞碲酸鹽玻璃以及硫化物玻璃微結(jié)構(gòu)光纖(PCF)的高功率中紅外波段寬帶超連續(xù)光譜源。
　　具體的工作內(nèi)容以及獲得成果如下:
　　(1)在二極管泵浦下，利用F

2、e2+-ZnSe晶體實(shí)現(xiàn)了單模Er>高摻ZBLAN光纖激光器的被動(dòng)調(diào)Q運(yùn)轉(zhuǎn)。在泵浦功率達(dá)到最大值2.8 W時(shí)獲得了波長(zhǎng)為2.8μm、重復(fù)頻率為161 kHz的中紅外調(diào)Q脈沖輸出，脈沖的脈寬為370 ns，脈沖能量為2.0μJ，平均輸出功率為300 mW，對(duì)應(yīng)峰值功率為5.34 W。利用光學(xué)驅(qū)動(dòng)吸附的方法制作石墨烯覆層光纖二色向鏡并用作可飽和吸收體實(shí)現(xiàn)了二極管泵浦2.78μm Er3+-ZBLAN光纖激光器的調(diào)Q運(yùn)轉(zhuǎn)。利用長(zhǎng)度為10m的增

3、益光纖，得到了重復(fù)頻率為37 kHz時(shí)脈寬為2.9μs、脈沖能量為1.67μJ的穩(wěn)定的調(diào)Q脈沖輸出。
　　(2)通過(guò)將Fe2+-ZnSe晶體插入到Er3+-ZBLAN光纖激光器諧振腔的自由空間部分，據(jù)我們所知為首次得到中紅外波段被動(dòng)鎖模脈沖輸出。當(dāng)平行光束作用于Fe2+-ZnSe晶體上時(shí)得到連續(xù)鎖模脈沖，波長(zhǎng)為2.8μm、平均功率為51mW，利用高分辨率單色儀測(cè)量出的光譜計(jì)算出鎖模脈沖的脈寬為19ps。
　　(3)利用數(shù)值模

4、擬方法，提出并分析了3μm超快激光泵浦下，基于W-型色散位移亞碲酸鹽玻璃光纖及硫化物光子晶體光纖的高功率中紅外SC源的特性。模擬結(jié)果指出，2.78μm短脈沖泵浦，利用零色散波長(zhǎng)為2.7μm的W-型色散位移亞碲酸鹽光纖，可得波長(zhǎng)大于3μm功率成分超過(guò)40％的SC。相較于現(xiàn)今存在的亞碲酸鹽PCF，從實(shí)包層W-型亞碲酸鹽光纖中可得到高出約一個(gè)數(shù)量級(jí)的功率輸出。同時(shí)，利用2.78μm超快激光泵浦As2Se3硫化物PCF，可以得到波長(zhǎng)覆蓋兩個(gè)大氣