2μm波段Tm-YAG陶瓷調(diào)Q激光器的研究.pdf

1、人眼安全的2μm波段內(nèi)的固體激光器在醫(yī)療、激光雷達(dá)、遙感、激光測(cè)距和非線性光學(xué)等領(lǐng)域有著極其重要的潛在應(yīng)用，已經(jīng)成為了全固態(tài)激光研究領(lǐng)域的一個(gè)重要分支。作為產(chǎn)生2μm激光的重要介質(zhì)，摻銩的釔鋁石榴石（Tm:YAG）陶瓷有著出色的光學(xué)特性和較高的損傷閾值，是高功率、高效率、低成本全固態(tài)激光器的優(yōu)良選擇。我們知道調(diào)Q和鎖模是獲得短脈沖激光的兩種主要方法，與鎖模相比，調(diào)Q技術(shù)可以產(chǎn)生脈沖能量更高、重復(fù)頻率更低、脈沖寬度更寬的激光輸出。因此，發(fā)

2、展中紅外波段固態(tài)調(diào)Q激光技術(shù)具有十分重要的研究意義。
　　可飽和吸收體是產(chǎn)生調(diào)Q脈沖輸出的重要光學(xué)元件，常用的可飽和吸收體包括半導(dǎo)體可飽和吸收鏡（semiconductor saturable absorber mirror,SESAM）、摻鉻硒化鋅（Cr: ZnSe）等。同時(shí)，隨著石墨烯（graphene）的問世，二維材料的不斷發(fā)現(xiàn)也為激光技術(shù)的發(fā)展貢獻(xiàn)著諸如二硫化鉬（molybdenum disulfide,MoS2）、黑磷（

3、black phosphorus,BP）等新型可飽和吸收體。本文圍繞目前比較常見的SESAM和熱門的新型二維材料--黑磷，展開研究，通過對(duì)不同可飽和吸收體的研究，試圖拓展它們?cè)?μm波段的應(yīng)用前景，并開展了以下幾個(gè)方面的工作：
　　1.利用790 nm商業(yè)化的激光二極管（Laser Diode,LD）作為泵浦源，對(duì)長(zhǎng)度、摻雜濃度和類型不同的幾塊Tm:YAG陶瓷分別進(jìn)行連續(xù)光輸出特性的測(cè)量，通過對(duì)比選出性能最佳的一塊。
　　2

4、.采用SESAM作為可飽和吸收體，Tm:YAG陶瓷作為增益介質(zhì)，在經(jīng)典X型五鏡腔內(nèi)得到2μm被動(dòng)調(diào)Q的脈沖輸出，對(duì)應(yīng)平均輸出功率為468 mW，脈沖能量為26.17μJ，重復(fù)頻率為17.88 KHz，中心波長(zhǎng)為2008 nm。
　　3.探究最新型二維材料—黑磷，并通過機(jī)械剝離法獲得層狀黑磷。在Tm:YAG陶瓷激光器中首次獲得基于黑磷可飽和吸收體的2μm波段調(diào)Q脈沖輸出，輸出脈沖的最大平均輸出功率為38.5 mW，脈沖能量為3.32