光纤超荧光光源和固体激光器件

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1、中国科学院西安光学精密机械研究所博士学位论文光纤超荧光光源和固体激光器件姓名：巨养峰申请学位级别：博士专业：光学指导教师：阮双琛2003.1.1摘要激光作为20世纪的重大发明之一，它的出现给人类社会带来一场革命，极大地促进了科学研究和工业技术的发展。光纤超荧光光源(SFS’S)，也称为宽带光源，是利用掺杂光纤在激光泵浦下，产生的介于荧光与激光之间的一种过渡状态，为放大的自发辐射(ASE)。与早期的超辐射发光二极管(SLD)相比，光纤超荧光光源具有温度稳定性强、荧光谱线宽、输出功率高、使用寿命长等优点。更重要的是：随着掺杂稀土元素离子的不同，光纤超荧光光源的波段也不同。因而能

2、满足各种不同领域对宽带光源的要求。本文对国产的掺镱(Yb)双包层光纤的超荧光特性，如输出功率与吸收泵浦功率、输出带宽与吸收泵浦功率等的关系进行了实验研究。在超荧光输出为3．4mW时，斜率效率约为1％，3dB带宽为50rim。纵向泵浦固体激光器具有装置简单、泵浦光与谐振腔模匹配良好、增益介质对泵浦能量吸收充分，因而阈值功率低、斜效率高等优点。对纵向泵浦固体激光器的结构参数进行优化具有重要的现实意义，成为当今固体激光器领域研究热点之一。本文中，利用光子能流理论对纵向泵浦固体激光器进行了优化，得到了增益介质最佳长度和输出腔镜最佳反射率的表达式。它们不仅与工作物质的参数有关，而且还

3、与谐振腔参数或泵浦条件有关。并将所得到的结果与Nd：YAG激光器的实验结果进行比较，其与实验结果相符。固体脉冲激光器与连续激光器相比，更为复杂，但其在许多领域具有重要应用。本文在介绍脉冲激光器输出功率(能量)的普遍表达式的基础上，给出了输出腔镜最佳反射率的表达式。可调谐紫外激光器在科学研究的许多领域有着重要的应用需求。以前的可调谐紫外激光器是基于可见光区域的可调谐激光，经过非线性频率变换得到。结构复杂、可靠性差。近来，出现了基于稀土元素离子铈(Ce)的5d．4f跃迁的紫外激光晶体，它们包括：Ce”：LiCaAlF6(Ce：LiCAF)、Ce”：LiSrAIF6(Ce：LiS

4、AF)、ce”：LuLiF4(Ce：LLF)等。在紫外激光泵浦时，可以直接产生紫外调谐输出。而且可以成为全固化的紫外可调谐激光器。它们的出现为超快光学研究开辟了新的研究领域，目前研究非常活跃。本文介绍了各种得到紫外调谐激光输出的途径和掺ce紫外激光晶体的性质和激光特性。关键词：光纤超荧光光源、双包层光纤、纵向泵浦、优化、固体激光器、脉冲激光器、紫外激光器、可调谐激光器ABSTRACTLaserisoneofthemostimportantinventioninlastcentury,whichgivenadeeprevolutioninhumansocietyandadva

5、ncescienceandtechnologygreatly．Supernuorescentfibersources(SFS’S)，alsobecalledbroad-bandsources，wererare··earth··dopedfibersunderlaserpumpingproducedastateoftransitionbetweenfluorescentandlaser．Whichwastheamplificationofthespontaneousemission(ASE)Comparedwithsuperluminescentdiode(SLD)，SFS’

6、Shaveadvantageofhightemperaturestability,broadhalf-widthofthespectralline，highoutputpower，dependability,compactandCaneasilycoupleintosingle-modefibermostofa11．Bydopingdifferentrare—earthions，theSFS’Scanbeoperationindifferentwavelength1．egionsInthispaper．theexperimentalresultsonindigenousYb

7、-dopeddouble—claddingfibersLlpernuorescentsourcepumpingby975nmLDwerereported．Thebasiccharacteristics．suchastheoutputpower-absorbedpumping-power,outputband·width—absorbedpumping—power,havebeenstudied．Theoutputpower3．4mWwhiletheslopeefficiencyabout1％；centralwave