【摘 要】
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2 μm波段激光处于大气传输窗口,并且具有强烈的水吸收,被称为人眼安全波段激光。在大气监测、远程遥感、生物医疗、激光雷达和作为中红外激光器的泵浦源等领域均有其独特的优势及应用价值,运转于这一波段的激光器具有巨大的市场潜力。波长连续可调的宽带可调谐激光器能够满足各种实际应用对不同激光波长的需求,大大拓展了激光器的应用范围和应用价值,成为激光研究领域的重要方向。无序结构的Tm:CaYAlO4（CYA）
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2 μm波段激光处于大气传输窗口,并且具有强烈的水吸收,被称为人眼安全波段激光。在大气监测、远程遥感、生物医疗、激光雷达和作为中红外激光器的泵浦源等领域均有其独特的优势及应用价值,运转于这一波段的激光器具有巨大的市场潜力。波长连续可调的宽带可调谐激光器能够满足各种实际应用对不同激光波长的需求,大大拓展了激光器的应用范围和应用价值,成为激光研究领域的重要方向。无序结构的Tm:CaYAlO4（CYA）激光晶体具有较宽的发射光谱,非常适用于研制宽带可调谐的2μm人眼安全激光。本论文研究中,我们采用中心波长为790 nm的半导体激光器作为泵浦源,用Tm:CYA晶体作为激光增益介质,开展了 2 μm波段连续波激光和被动调Q脉冲激光两种运转模式下的波长宽带调谐特性研究,具体研究内容分为以下三个部分:（1）开展了 Tm:CYA连续波激光实验,使用透过率为9.1%和1.7%的输出镜,分别获得了 1944 nm和1957 nm的连续波激光输出,相对应的最大输出功率和激光斜效率分别为2.26 W、30.1%和1.37 W、18.1%。对比了 YAG标准具、石英双折射滤波片、氟化镁双折射滤波片对连续波激光的调谐能力,使用MgF2双折射滤波片作为调谐元件,实现了 Tm:CYA晶体连续波宽带波长可调谐激光器,调谐范围为1807～2075 nm,调谐宽度为268 nm。这是目前在Tm:CYA晶体中所实现的最宽范围的波长调谐。（2）开展了基于MoTe2二维材料可饱和吸收体被动调Q宽带波长可调谐激光实验,获得了 1929 nm的脉冲激光,最大平均输出功率为0.75 W,最小脉冲宽度0.69μs,最大脉冲能量10.58 μJ,最大脉冲峰值功率为15.3 W。并使用YAG标准具作为调谐元件,实现了对脉冲激光1829～1941 nm的波长调谐范围,且调谐宽度达到112 nm的可调谐调Q激光器。这是首次在Tm:CYA晶体中实现的基于二维材料吸收体的宽带波长调谐被动调Q激光研究。（3）开展了基于Cr2+:ZnSe晶体可饱和吸收体被动调Q宽带波长可调谐激光实验,获得了 1935 nm的脉冲激光,最大平均输出功率为0.903 W,最小脉冲宽度53 ns,最大脉冲能量67 μJ,最大脉冲峰值功率为1.3 kW。并使用MgF2双折射滤波片作为调谐元件,实现了 1820～1951 nm的波长调谐范围,调谐宽度达到131 nm的可调谐调Q激光器。
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