[00893022]稀土氟化物光纤中可调谐UV激光的上转换泵浦机理研究

可调谐紫外激光在科学研究和高技术领域都有重要应用。该项目旨在探索产生可调谐紫外上转换激光这一新型物理机制。运用速率方程和辐射跃迁理论，研究了Pr:ZBLAN光纤中Pr离子5d能级上转换激发的动力学过程，得到不同掺杂浓度时有效光纤长度随抽运功率的变化规律，发现抽运效率约为92％，发现有两个能级的最高斯塔克能级可与5d能级形成粒子数反转，产生上转换紫外激光；研究了Yb:Pr:ZBLAN光纤中Yb离子对Pr离子5d能级上转换激发的敏化作用，得到抽运光强和粒子数密度的纵向分布规律及5d荧光强度随抽运光强和光纤长度的变化规律，并得到光纤有效长度随抽运光强和掺杂浓度变化的关系式。运用速率方程和传播方程理论，研究了基于5d能级的Pr:ZBLAN上转换紫外连续光纤激光器的激光动力学规律，揭示了阈值抽运功率、激光输出功率、斜效率及最佳光纤长度与激光器其它特征参数的关系，发现其斜效率可达10％；为提高输出功率和斜效率，提出了构建Pr:ZBLAN上转换紫外光纤放大器的想法并详细研究了其激光动力学过程，发现放大器输出功率和斜效率是相同条件下振荡激光器的2至3倍。研究结果为建立相应的激光系统奠定了理论基础。