作者单位
摘要
哈尔滨工程大学 纤维集成光学教育部重点实验室,黑龙江 哈尔滨 150001
3~5 μm波段包含了大气的传输窗口和许多气体分子的吸收带,因而3~5 μm中红外光纤激光器在大气遥感、生物医学、材料加工等领域具有广阔的应用前景。近年来,中红外光纤激光器的输出波长不断向长波长扩展,而实现中红外光纤激光输出的关键在于增益光纤材料的选择。氟铟基玻璃具有较宽的中红外透过窗口和较低的声子能量,因而氟铟基玻璃可以作为增益光纤材料应用于中红外光纤激光器领域。文中综述了从20世纪80年代至今,稀土离子掺杂氟铟基玻璃及氟铟基光纤激光器的代表性研究成果,回顾了氟铟基玻璃组分和玻璃结构的研究历程,介绍了氟铟基光纤的制备工艺,简述了稀土离子掺杂氟铟基玻璃和稀土离子掺杂氟铟基光纤激光器的最新研究进展。2018年,加拿大拉瓦尔大学的Maes等人利用Ho3+掺杂氟铟基光纤作为增益介质,在中红外光纤激光器研究领域取得突破性进展,在室温下获得了输出功率接近200 mW的3.92 μm光纤激光输出。最近,利用1150 nm激光作为泵浦源以及自研的Ho3+/Pr3+共掺杂氟铟基光纤作为增益介质,实现了~2.9 μm波段中红外光纤激光输出,其最大输出功率为1.075 W,相应斜率效率为17.6%。未来,通过制备双包层氟铟基光纤和氟铟基光纤光栅,有望搭建全光纤化中红外光纤激光器,实现更高功率的3~4 μm波段中红外光纤激光输出。
中红外激光 氟铟基玻璃 氟铟基光纤 Ho3+掺杂 mid-infrared laser fluoroindate glass fluoroindate fiber Ho3+ doped 
红外与激光工程
2023, 52(5): 20230149
作者单位
摘要
1 哈尔滨工程大学物理与光电工程学院,黑龙江 哈尔滨 150001
2 山东大学海洋研究所,山东 青岛 266237
3 深圳大学光电工程学院光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室,广东 深圳 518060

与传统的ZBLAN(ZrF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF)玻璃相比,ZBYA(ZrF4-BaF2-YF3-AlF3)玻璃有着更加良好的热稳定性和化学稳定性。制备出ZBYA玻璃光纤,采用1150 nm拉曼光纤激光器作为泵浦源,使用Ho3+掺杂的ZBYA光纤作为增益介质实现了~2.9 μm波长的激光输出,最大输出功率达到了137 mW,斜率效率为8.9%。研究结果表明ZBYA玻璃光纤是一种潜在的用于实现中红外波段激光的增益材料。

激光物理 ZBYA Ho3+掺杂 中红外激光 氟化锆基玻璃光纤 
中国激光
2022, 49(1): 0101016
作者单位
摘要
1 哈尔滨工程大学 物理与光电工程学院,纤维集成光学教育部重点实验室,哈尔滨150001
2 深圳大学 光电工程学院 光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室,广东 深圳 518060
研究了基于Ho3+/Pr3+共掺AlF3基玻璃单包层光纤的瓦级~3 μm激光。采用单模1150 nm光纤激光器泵浦上述增益光纤,得到了波长2.87 μm的激光输出,其最大输出功率为1.02 W,激光斜率效率为10.7%,输出激光的光束质量因子M2≈1.2。研究结果表明,AlF3基玻璃光纤是一种潜在的可获得高功率中红外激光输出的增益介质。
氟化铝基 Ho3+/Pr3+共掺 ~3 μm激光 瓦级 稳定性 AlF3-based Ho3+/Pr3+co-doped ~3 μm laser watt-level stability 
强激光与粒子束
2021, 33(11): 111001
作者单位
摘要
1 哈尔滨工程大学 纤维集成光学教育部重点实验室,黑龙江 哈尔滨 150001
2 哈尔滨工程大学 纤维集成光学教育部重点实验室,黑龙江 哈尔滨 150001;深圳大学 光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室,广东 深圳 518060
文中使用熔融淬火法制备了氟化铝基、氟化铟基和氟化锆基玻璃样品,通过浸水实验研究了其抗潮解稳定性,结果表明氟化铝基玻璃具有更好的抗潮解性能。因此制备了不同浓度的Ho3+/Pr3+共掺氟化铝基玻璃样品,测试了其透过光谱,表明该玻璃具有高的透过率和宽的透过窗口。在1 150 nm拉曼激光的激发下,获得了样品的发射光谱,并对其发光机理进行了分析。利用吸注法制备了2 Ho3+/0.2 Pr3+掺杂的氟化铝基玻璃预制棒,使用棒管法拉制了氟化铝基玻璃光纤。使用回切法测得光纤在793 nm处的损耗为1.8 dB/m。在1 150 nm激光泵浦下,利用8.6 cm长的Ho3+/Pr3+共掺氟化铝基玻璃光纤作为增益介质,获得了功率为207 mW的2.865 μm激光输出,斜率效率为11.4%。上述研究结果表明,氟化铝基玻璃光纤是一种稳定的中红外激光增益材料。
氟化铝基玻璃光纤 Ho3+/Pr3+共掺 中红外激光 2.9 μm 激光 fluoroaluminate glass fiber Ho3+/Pr3+ codoped mid-infrared laser 2.9 μm laser 
红外与激光工程
2020, 49(12): 20201062
作者单位
摘要
吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点实验室, 吉林 长春 130012
中红外波段光纤激光光源在基础科学研究、光通信、生物医疗、环境监测以及**安全领域有着重要应用。超连续谱(SC)激光光源和稀土离子掺杂光纤激光器是目前研究得较多的两类中红外波段激光光源。面向该类光源的应用需求,笔者研究组经过大量实验探索,筛选出一种具有较高稳定性和较高损伤阈值的氟碲酸盐玻璃光纤,并利用其作为非线性介质研制出了光谱范围覆盖0.6~5.4 μm宽带的SC激光光源和平均功率约为20 W、光谱范围覆盖1~4 μm的SC激光光源;制备出具有较强抗潮解能力的Ho 3+离子掺杂AlF3基玻璃光纤,并利用其作为增益介质,获得了波长约为2868 nm的激光输出;研制出具有较低声子能量的Ho 3+离子掺杂InF3基玻璃光纤,并利用其作为增益介质,获得了波长约为2875 nm的激光输出。总结了氟碲酸盐玻璃光纤、AlF3基玻璃光纤和InF3基玻璃光纤的特点及相应激光器的研究进展。
光纤光学 激光材料 中红外激光 超连续谱产生 稀土掺杂材料 
激光与光电子学进展
2019, 56(17): 170604
作者单位
摘要
吉林大学电子科学与工程学院 集成光电子国家重点实验室, 吉林 长春130012
采用棒管法制备了低羟基含量的Tm3+/Ho3+共掺氟碲酸盐微结构光纤。当使用波长为1 560 nm的激光器泵浦 Tm3+/Ho3+共掺光纤时, 处于Tm3+基态3H6的电子被激发至3F4能级, 进一步通过Tm3+和Ho3+间的能量传递过程3F4→3H6(Tm3+): 5I8→5I7(Ho3+)(能量失配为745 cm-1)布居Ho3+的5I7能级, 5I7能级上的电子向5I8能级跃迁发射出2.1 μm的光。使用1 560 nm光纤激光器作为泵浦源, 18 cm 长的Tm3+/Ho3+氟碲酸盐微结构光纤作为增益介质, 获得了波长为2 063 nm的激光输出。所得激光的斜率效率为12.9%, 激光阈值为163 mW, 未饱和的最大输出功率为40 mW。研究结果表明, Tm3+/Ho3+共掺氟碲酸盐微结构光纤可用于制作2.1 μm光纤激光器。
氟碲酸盐 2.1 μm 激光 微结构光纤 fluorotellurite glasses 2.1 μm lasing Tm3+/Ho3+ Tm3+/Ho3+ co-doped microstructure fiber 
发光学报
2016, 37(1): 74
作者单位
摘要
集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区 吉林大学电子科学与工程学院, 吉林 长春 130012
用棒管法拉制了Tm3+/Ho3+掺杂的碲酸盐微结构光纤, 并获得了2 μm的激光输出。以1 560 nm的Er3+掺杂石英光纤激光器作为泵浦源, 在22 cm长的微结构光纤中, 得到了最大功率为8.34 mW、波长为2 065 nm的连续激光输出, 泵浦光功率为507 mW, 斜率效率为2.97%。研究结果表明, Tm3+/Ho3+共掺碲酸盐微结构光纤是一种用于研制2 μm激光器的理想材料。
Tm3+/Ho3+ 共掺 碲酸盐 微结构光纤 Tm3+/Ho3+ co-doped 2 μm 2 μm lasers tellurite microstructure fiber 
发光学报
2015, 36(1): 94
作者单位
摘要
集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区 吉林大学电子科学与工程学院, 吉林 长春130012
以1 560 nm 的掺Er3+石英光纤激光器作为泵浦源, 在Tm3+掺杂的碲酸盐微结构光纤中实现了2 μm的激光输出。采用棒管法拉制出了纤芯由6个空气孔包围的微结构光纤, 选取了2.8 cm 的微结构光纤, 研究了其激光性能, 获得了9 mW 波长为1 872 nm 的激光输出, 激光的斜效率为6.53%, 激光阈值为200 mW。研究结果表明, 所制备的Tm3+掺杂碲酸盐微结构光纤可用于制作紧凑型2 μm光纤激光器。
Tm3+掺杂 碲酸盐玻璃 微结构光纤 光纤激光器。 Tm3+ doped tellurite glasses microstructure fiber fiber laser 
发光学报
2014, 35(9): 1109

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