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2μm激光波段处于大气光学窗口,并具有人眼安全等优点。因此,2μm脉冲激光器在测距、遥感、成像、光谱学和医疗等领域具有重要应用价值和前景。此外,2μm脉冲激光器也是实现3~5μm宽带可调谐中红外光学参量振荡器的重要泵浦源,近年来已成为国内外激光技术的研究热点之一。 本论文主要研究工作及进展如下: 1.开展了2μm被动锁模光纤激光器实验研究。基于光纤介质非线性偏振旋转效应(NPR)以及碳纳米管两种锁模结构,均实现了稳定的孤子锁模激光输出。在基于NPR的结构中,实现了1944nm-1984nm约为40nm带宽的可调谐激光输出;在基于碳纳米管的结构中,实现了中心波长为1941.6nm的单波长锁模激光输出,并实现了调谐范围为37nm的双波长锁模激光输出。 2.开展了2μm Ho∶YAP声光调Q激光器的实验研究。首先分析选择合适的脉冲产生方式、泵浦方式,接着阐述Ho∶YAP晶体的优势,最后用全光纤掺铥光纤激光器做泵浦源,端面泵浦Ho∶YAP晶体,基于腔内声光调Q的方式实现了2μm脉冲激光的输出。该激光器在泵浦功率为78W时获得最高平均功率31W的激光输出,脉宽为45.37ns,中心波长为2117.9126nm,线宽为0.5450nm。激光输出光斑分布均匀,光束质量因子M2=2.01。 3.初步开展了中红外光参量振荡器设计与模拟分析研究。基于OPO理论,对ZGP-OPO和BGSe-OPO的相位匹配曲线分别进行模拟分析。结合具体方案,数值模拟了输出镜反射率、非线性晶体长度等因素对ZGP-OPO性能的影响。