中红外波段高功率激光光源在工业加工和生物医疗等领域中有着广泛的应用。报道了基于主振荡器功率放大器（MOPA）结构的百瓦级中红外连续波光纤随机激光器，获得了最高输出功率为100.40 W、斜率效率为47.8%、波长为1980 nm的连续波激光输出。得益于MOPA结构中光纤随机激光种子源在激光放大过程中的光谱带宽保持特性，100.40 W激光输出时的3 dB光谱带宽仅为～0.2 nm。激光器的短时时域强度波动和长时功率波动均表现出优良的稳定性。所提实验技术方案和实验结果有望进一步拓宽中红外高功率光纤随机激光器的应用范围。

为了实现远程气体探测，基于由超晶格材料构成的光参量振荡器，研制了一台双波长输出的中红外激光器。该光参量振荡器通过种子注入的方式，实现了纳秒级窄线宽的中红外脉冲激光输出，重复频率为500 Hz，单脉冲能量超过1 mJ，并能够对准2.6~4.0 μm波长范围内的NO、NO₂和SO₂的吸收峰。通过气体动态排放实验，在远程气体探测实验中对该激光器进行了验证。

报道了室温下基于循环级联的高效率Er∶YAG中红外脉冲激光器，采用循环级联谐振腔，通过优化晶体长度提高光束交叠效率，获得高效率中红外激光输出。实验中使用两种掺杂浓度（原子数分数分别为25%和10%）的长度为2 mm Er∶YAG晶体作为增益介质，测得波长为2937 nm的中红外激光的输出斜效率分别为37.2%和36.5%，均突破了33.2%的Stokes极限。据我们所知，这是首次在室温下使用较低掺杂浓度（原子数分数为10%）的Er∶YAG晶体获得了超过Stokes极限的高效率3 μm中红外激光输出。

提出了一种实现全光纤中红外激光器脉冲运转的方法。利用氟化物玻璃中镝离子(Dy ³⁺)的2.8 μm波段的吸收截面与铒离子(Er ³⁺)发射截面重合的特性,将掺镝氟化物光纤作为中红外波段的可饱和吸收体,实现2.8 μm掺铒氟化物光纤激光器全光纤结构的被动调Q脉冲运转;通过在可饱和吸收体两端引入中心波长为3.1 μm的光纤光栅,解决Dy ³⁺上能级寿命较长所导致的高泵浦功率下Dy ³⁺吸收饱和、进而导致被动调Q失效的问题。基于该结构建立了2.8 μm被动调Q掺铒光纤激光器的速率方程模型,计算了可饱和吸收体的参数及其两端的谐振腔反馈条件对2.8 μm激光器的脉冲运转功率和时间特性的影响。计算结果表明,通过在可饱和吸收体两端引入光纤光栅可以加快可饱和吸收体的恢复过程,使激光器能够在高泵浦功率下保持调Q脉冲运转。

报道了室温下级联中红外Er∶YAG脉冲激光器。通过实验观测到级联发射的特征波长为1469 nm,确定了激发态吸收的特征波长为1676 nm。采用掺杂浓度(原子数分数)分别为7.5%和10%的两种Er∶YAG晶体,通过实验对比了级联与非级联条件下的中红外输出能量。掺杂浓度为7.5%的Er∶YAG中红外激光的最大单脉冲能量由非级联时的0.62 mJ提高至级联时的0.99 mJ,提高了约59.7%;掺杂浓度为10%的Er∶YAG中红外激光的最大单脉冲能量由非级联时的1.04 mJ提高至级联时的1.51 mJ,提高了约45.2%。实验结果表明,常温低掺杂Er∶YAG晶体可实现级联输出,并且级联有助于中红外激光单脉冲能量的提高。

介绍了激光对抗系统中的几类中红外3~5 μm波段的激光光源, 包括固体光参量振荡激光器, 掺杂光纤激光器, 光子晶体光纤激光器和量子级联激光器。从激光输出能力、自身质量、光束质量等方面对比分析了各自的特点, 并指出了现阶段激光光源应用于机载平台所需要解决的关键技术。

为了获得高功率高重频中红外激光输出, 采用LD侧面泵浦技术和高重频调Q技术, 获得高功率高重频窄脉宽1064 nm激光输出。通过1064 nm泵浦KTP产生高峰值功率2100 nm激光输出, 并抽运ZGP晶体获得12 mJ的4200 nm中红外激光输出。通过1064 nm分别泵浦PPLT和PPLN获得8.3 W的2100 nm激光输出和5.6 W的3900 nm激光输出。试验结果表明: 通过高重频调Q技术和LD侧面泵浦技术, 可以实现高重频窄脉宽1064 nm激光输出, 泵浦非线性晶体可以获得高功率高重频中红外激光输出。