研究了Yb3+掺杂铋酸盐玻璃的发光特性参数, 讨论了Yb2+、Bi3+等缺陷淬灭中心与Yb3+之间的能量转移。对于已优化的基质组成, 在荧光寿命没有大幅下降的前提下, 玻璃中Yb3+近红外波段的发射截面明显增大, 吸收截面减小, 激光增益能力和饱和抽运强度均得到提高。采用有效的除羟基工艺, 玻璃中不会产生比磷酸盐玻璃中更为严重的Yb3+发光淬灭效应, 但铋酸盐玻璃中还可能存在Yb2+、Bi3+等价态不稳定的缺陷淬灭中心。

采用光强分布为环形的半导体激光器端面抽运Yb:GdYCOB晶体，实现了激光谐振腔直接发射涡旋激光。通过测量输出激光光束的空间强度分布、光束品质因子、光束纯度以及光束的波前相位信息，证实激光器输出的光束为高纯度涡旋光束。当抽运功率为3.2 W时，最大输出功率为281 mW，光-光转换效率为8.7%，斜率效率为21.7%。

光纤纤芯中不同的掺杂分布对高功率多模光纤振荡器输出特性有重要的影响。通过建立多模光纤振荡器理论模型，求解光纤振荡器速率方程组，数值模拟了均匀型及抛物线型Yb3+掺杂的双包层增益光纤接入激光器时的输出特性；并针对纤芯75%区域内均匀掺杂Yb3+的情况，通过引入模式耦合系数矩阵，分析了掺杂分布对光纤振荡器输出特性的影响。计算结果表明,不同的Yb3+掺杂分布对振荡输出特性的影响存在差异；通过设计光纤内Yb3+掺杂分布规律和形状，可有效抑制多模光纤振荡器中的高阶模式，从而使多模光纤振荡器实现基模输出。

为了制备Yb3+掺杂硅酸盐激光玻璃，并对其激光特性进行分析，采用富氧气氛下的非化学气相沉积高温熔融工艺，通过Fuchbauer-Ladenburger方法，进行了理论分析和实验验证,取得了所制备硅酸盐激光玻璃的吸收光谱和荧光光谱数据。结果表明,在850nm～1100nm近红外波段为吸收区域，有一宽带吸收峰；吸收主峰位于978nm，次峰位于919nm；其荧光主峰位于1018nm，次峰位于970nm，并理论计算了Yb3+的吸收截面面积、受激发射截面面积及其荧光寿命等特征参量。这一结果对硅酸盐激光玻璃的特性分析是有帮助的，所制备的玻璃材料能够满足激光玻璃的使用要求。

We report a 1 018-nm ytterbium-doped double-clad fiber laser pumped by 970-nm diode. A pair of fiber Bragg gratings with reflectivities of 99.9% and 9% at a center wavelength of 1 018.9 nm are employed as cavity mirrors. The ytterbium-doped double-clad fiber is a 2.6-m-long Liekki fiber. Laser output power of 7.5 W at 1 018 nm is obtained under the pump power of 59.2 W. The overall slope efficiency of the fiber laser is about 16%. This low slope efficiency is mainly due to the incomplete absorption of the pump power.

制备了具有多彩上转换荧光Tm3+/Yb3+,Ho3+/Yb3+和Tm3+/Ho3+/Yb3+掺杂铋碲酸盐玻璃,并研究了974 nm激光激发下的上转换荧光光谱。在Tm3+/Ho3+/Yb3+三掺杂体系中,由于Tm3+的上转换蓝光发射属三光子过程,蓝光发光强度随激发功率增加而增长的速率大于绿光和红光。计算了Tm3+/Ho3+/Yb3+三掺样品上转换荧光的色坐标,定性阐述了荧光色坐标与激发功率的关系,揭示出随着激发功率的增大,色坐标在1931-CIE色品图中向左下方移动趋势。研究结果表明,在Tm3+/Ho3+/Yb3+三掺铋碲酸盐玻璃中,通过功率调谐可以调整样品的上转换蓝光、绿光和红光强度比例,实现上转换白光发射,证实了Tm3+/Ho3+/Yb3+三掺铋碲酸盐玻璃是一种高效上转换材料,在多彩显示和白光照明领域具有潜在的应用前景。

采用高温熔融工艺制备了两块组分差别不大的掺镱(Yb3+)硅酸盐激光玻璃。 测试出两块玻璃样品的吸收光谱和荧光光谱； 计算了Yb3+掺杂玻璃的积分吸收截面、 受激发射截面、 荧光线宽、 能级寿命、 最小粒子数、 饱和泵浦强度、 最小泵浦强度等参数， 比较发现样品的吸收截面图与倒易法计算所得的受激发射截面图线型相似， 而与F-L法计算所得的受激发射截面图差别较大， 这与理论分析相吻合。 两块玻璃样品的吸收光谱的线型基本一致， 吸收主峰位于975 nm， 次峰位于908 nm， 这就说明影响激光玻璃吸收光谱线型的主要因素是玻璃基质的组成。 两块玻璃样品的荧光光谱差别比较大， 样品1主峰位于993 nm， 次峰位于1 029 nm； 样品2主峰位于1 035 nm， 次峰位于994 nm， 差别原因主要在于Yb3+离子的掺杂浓度不同。

对连续运行时双包层光纤激光器阈值的优化问题进行了分析.从速率方程组出发,在不忽略光纤损耗系数和保留再发射项主导部分的近似条件下推导出了双包层光纤激光器阈值泵浦功率的显函数解析表达式,得到了光纤激光器产生振荡所需的最小光纤长度的显函数解析解;还给出了泵甫光子数密度和上能级粒子数密度沿光纤方向随光纤长度变化的显函数解析解.最后和其他文献中在忽略泵光再发射项和激光损耗的近似条件下得到的结果进行了比较和分析.

从理论上分析了由F-P滤波器实现的多波长双包层光纤激光器(DCFL)的边界条件和输出功率,在考虑了F-P滤波器中双色镜反射率的波长依赖关系的前提下,对影响多波长输出功率和消光比的参数如双色镜和光纤出光端面的反射率、抽运功率等进行了研究.结果表明,光纤出光端面的反射率存在一个最佳值,再配合适当的双色镜反射率,能使多波长输出的功率和消光比达到很好的均衡.适当增大抽运功率也能优化多波长输出功率和消光比.通过控制F-P滤波器的腔长,能够调节多波长输出的数目.

报道了双端抽运连续输出的掺Yb3+双包层高功率光纤激光器。实验采用了中心波长在975 nm附近的两种输出形式的半导体激光器(LD)作为抽运源,测量了不同抽运条件下的输出功率特性和光谱特性。在仅尾纤输出的半导体激光器抽运下获得了斜率效率为42%,峰值波长为1103.8 nm的9.2 W激光输出;在仅准直输出的半导体激光器抽运下获得了斜率效率为57%,峰值波长为1104.4 nm的20.0 W激光输出;当两个半导体激光器在双端同时抽运时,获得光纤激光最大输出功率为30.6 W,输出峰值波长为1108.4 nm,以及49%的总体光-光转换效率。