长波长单频光纤激光器及其在窄带太赫兹波产生中的应用

长波长光纤激光器在医疗、光纤传感及军事测量等领域有着重要的应用价值，更可用于产生太赫兹（THz）波。光纤激光在光纤中产生，损耗低、效率高，可实现高性能单频窄线宽激光，是激光器最理想的发展方向。本项目将深入研究长波长（2μm波段）光纤激光器的设计实现。包括2μm光纤光栅的设计及制作工艺；优化设计高掺Tm碲基光纤及泵浦波长以减小损耗、能量上转换影响并改善交叉驰豫，提高激光效率；实验获得长波长光纤激光；探索实现2μm波段单频双波光纤激光器的方法，并实验获得2μm波段单频光纤激光器和双波长可调谐单频光纤激光器；首次基于双波长可调谐单频光纤激光器和周期极化的取向排列非线性晶体OP-GaAs拍频的方法获得高功率的可调谐窄带THz波。长波长光纤激光器具有增益谱宽、效率高、单频、线宽窄等优点，利用拍频的方法得到窄带THz波，对加速长波长光纤激光器的实用化具有重要意义，将极大地促进光纤THz源技术。

长波长（2 μm 波段）光纤激光器在医疗、光纤传感及军事测量等领域有着重要的应用价值，更可用于产生太赫兹（THz）波。光纤激光在光纤中产生，损耗低、效率高，可实现高性能单频窄线宽激光，是激光器最理想的发展方向。本项目以研究2 μm 波段光纤激光器和基于光纤激光拍频微波/太赫兹波技术为主要目标，深入研究了2 μm 波段光纤激光器的理论设计和实验。研究内容包括优化设计掺Tm光纤及泵浦波长以减小损耗、能量上转换影响并改善交叉驰豫，提高激光效率；设计和实验了2 μm 波段光纤激光器结构；探索了双波长光纤激光拍频产生微波/太赫兹波信号实验。项目研究获得了一些主要技术结果：设计制作了2 μm 波段光纤Bragg光栅（FBG）；采用793 nm激光二极管泵浦掺铥光纤，实验获得了2 μm 波段自发辐射光谱；设计了2 μm 波段环形腔光纤激光器；利用FFP-TF宽带可调谐光滤波器，实验获得2 μm 波段波长可调谐光纤激光器，调谐范围70 nm；采用双Sagnac环滤波结构，实验研究了多波长光纤激光器波长、线宽、波长间隔独立调谐光纤激光器特性；设计实验了基于光纤Bragg光栅的双波长光纤激光器和基于受激布里渊散射效应的双波长间隔可调谐光纤激光器，双波长间隔可调谐范围达1.1 nm；利用双波长单频光纤激光拍频获得26.44 GHz高频微波，并正在深入地探索双波长光纤激光拍频太赫兹波实验。2 μm 波段光纤激光器具有增益谱宽、效率高、单频、线宽窄等优点，利用拍频的方法得到窄带太赫兹波，对加速2 μm波段光纤激光器的实用化具有重要意义，将极大地促进光纤太赫兹源技术。