掺铥光纤激光器的研究dw3vv.doc

摘 要 掺铥（Tm3+）光纤激光器的研究和应用最近几年来受到了国际科技界的广泛重视。因为其成本低、易于制作等特点，而且工作波长对目前和将来的某些应用尤其重要，例如在光通信、医学、传感器和光谱学等领域。 本文共分五章：第一章介绍了光纤激光器的结构和工作原理等；第二章和第三章从不同的基质材料分别介绍了两种掺铥光纤激光器；第四章介绍了铥作为敏化剂的铥钬共掺的光纤激光器；第五章综合了近几年来掺铥光纤激光器的发展现状。 关键词：光纤激光器，频率上转换，铥，钬 Abstract Recent years, people of worldwide pay attention to the research and application of Tm3+-doped fiber laser. Because of its low cost and easy manufacture, and the working wavelength is much more important in some areas now and in the future, such as optical fiber communication, medical science, the spectrum learns and so on. This paper includes five chapters. The first one introduces the structure and working reason. The second and third ones introduce the two kinds of Tm3+-doped fiber laser from different basic materials. The forth one introduces Tm:Ho-doped fiber laser. And the fifth one introduces the development of Tm3+-doped fiber laser in recent years. Keyword: fiber laser, frequency upconversion, Tm, Ho 目 录 绪 论……………………………………………………………………………4 光纤激光器综述 1.1 光纤激光器的基本结构和工作原理……………………………5 1.2 光纤激光器的优点…………………………………………………9 掺铥氟化物光纤激光器 2.1 掺铥氟化锆光纤激光器 …………………………………………11 2.2 掺铥氟化物上转换光纤激光器…………………………………12 第三章 掺铥石英光纤激光器 3.1 掺铥石英单模光纤激光器 …………………………………18 3.2 掺铥石英光纤的频率上转换 ………………………………21 第四章 铥钬共掺光纤激光器 4.1 铥钬共掺包层泵浦石英光纤激光器 ………………………28 4.2 高效率铥敏化的掺钬CW氟化物光纤激光器 ……………33 第五章 掺铥光纤激光器的研究现状 5.1 掺铥氟化物光纤激光器 ……………………………………38 掺铥石英光纤激光器 ………………………………………41 结束语 ………………………………………………………42 参考文献……………………………………………………………………… 43 绪 论 信息技术已成为经济发展、社会进步的关键。现代通信网作为信息社会不可缺少的基础结构，世界各国都把它放在积极重要和优先的发展地位。自光纤通信问世以来的短短一二十年间，其发展异常迅速。激光器的发明对于光纤通信有着跨时代的意义。 掺稀土离子光纤激光器以其特有的简单、效率高、成本低、传输激光波长多、可调谐等特点正引起人们极大的兴趣。光纤激光器是一种很有希望的便携式小型化激光光源，具有重要的应用价值。 掺铥（Tm3+）光纤激光器有很大的市场潜力。由于它可提供其它稀土离子不能提供的波长在2μm左右的长波激光振荡，与水的吸收峰相接近，有极好的对人体组织切割和凝血效果，可以用普通光纤传输，是理想的手术激光光源。而且其体积比其它的掺杂激光器要小得多，方便治疗和携带。基本上能溶解各种肿块，可治疗多种疾病。美国已批准20多种2μm激光在医疗临床使用。而且其泵浦波长落在800nm区域内，同时具有很宽的增益谱带输出，2μm激光对人眼安全，大气穿透好，可作为激光雷达光源，其综合性能优于ND:YAG 和CO2 激光器。因此在光通信、医学、眼睛安全的近距离遥感技术、视觉、光谱学、超快光学及环保等方面都具有重要的应用价值。 正因为如此，掺铥光纤激光技术是一个越来