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二极管泵浦全固态激光器(Diode Pump Solid State Laser)因其工作时间长,较低的功耗,设备体积小,易于保存等特点成为近年来国际上发展极快,应用较为广泛的激光器种类。二极管泵浦的全固态脉冲激光器更是由于其高输出功率、窄脉宽和高光束质量等特点在材料加工、军事、医疗和通讯等领域有着极为广泛的应用。基于可饱和吸收材料的被动调Q激光技术和被动锁模激光技术是获得脉冲激光的有效手段。新型二维材料以及纳米材料的出现为被动调Q技术和被动锁模技术提供了一个新的技术途径。本文主要研究了基于黑磷/纳米材料的2μm/1.3μm全固态脉冲激光器。主要完成了新型二维材料(黑磷)以及新型纳米材料(金纳米双锥、银纳米棒)样本的制备与光学性质表征,并以此作为可饱和吸收体研究了2μm波段、1.3μm波段脉冲激光特性。成功实现了基于黑磷的LD泵浦2μm和1.3μm调Q脉冲激光运转;基于银纳米棒的LD泵浦2μm调Q脉冲激光运转以及基于金纳米双锥的LD泵浦1.3μm调Q/调Q锁模激光运转。同时对几种可饱和吸收材料优势与缺点以及输出脉冲激光特性进行了细致研究分析,主要内容如下:1.系统介绍了被动调Q、被动锁模的技术原理,详细介绍了二维材料黑磷和纳米材料金纳米双锥、银纳米棒作为可饱和吸收材料的优缺点,以及现阶段二维材料、纳米材料作为可饱和吸收体的研究进展。2.利用液相分离法(LPE)成功制备了厚度为数层的黑磷样品,并以此为可保和吸收体首次实现了LD泵浦的2μm调Q激光运转。输出激光的中心波长为1988 nm,在吸收泵浦功率为3.38W时得到最大平均输出功率151m W,对应1.78μs的最窄脉冲宽度和19.25 k Hz的重复频率以及7.84μJ的最大单脉冲能量。实验结果有力的证明黑磷可以作为一种优秀的可饱和吸收材料用以实现中红外全固态脉冲激光输出。3.通过改变银纳米棒(ANRs)材料的长径比,控制其纵向表面等离激元共振吸收峰,成功制备了用于2μm波段的银纳米棒样品,并作为可饱和吸收体实现了稳定的2μm波段被动调Q脉冲激光运转。在注入泵浦功率为5.7W的情况下,获得的调Q激光平均输出功率为118m W,相应的重复频率和脉冲宽度分别为24.3k Hz和1.45μs。4.利用制备的黑磷样品作为可饱和吸收体成功的实现了1.3μm波段的调Q激光运转。利用Nd:Gd VO4激光晶体作为增益介质,实现了最窄脉宽为755ns的调Q脉冲激光输出,对应此时的重复频率为74.78k Hz,以及107m W的最大输出功率。5.利用种子生长法制作了金纳米双锥样本,并作为可饱和吸收体完成了1.3μm调Q和调Q锁模激光输出。其中调Q激光在5.339W的泵浦功率下,得到了最大输出功率为175m W,相应的重复频率为141.8 k Hz,脉冲宽度为342 ns。