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980nm掺镱光纤激光器可以作为掺铒、掺镱光纤激光器及放大器的高亮度泵浦源,并且其倍频之后可以得到优质蓝绿光源,因此备受关注。本论文主要围绕基于半导体激光种子源的980 nm全光纤MOPA结构纳秒脉冲掺镱光纤激光器开展了理论和实验方面的研究,主要内容如下: 1.设计了一种基于双极型射频晶体管的低成本纳秒脉冲发生电路并使用该电路进行半导体激光器调制实验,获得重复频率在1 kHz~10 MHz范围内可调谐、脉冲宽度为3 ns的980 nm脉冲激光。 2.对调制半导体激光器种子注入进行理论和实验方面的研究。研究结果表明,利用光纤布拉格光栅(FBG)进行种子自注入可实现调制法布里-珀罗(F-P)腔半导体激光器输出光谱的窄化与中心波长的调谐。 3.对980 nm掺Yb3+光纤激光器及放大器进行理论分析,探索抑制ASE的有效方法。利用1030nm波段的增益近似地估计ASE,将980 nm波段与1030nm波段的竞争过程看作980nm激光与ASE的竞争过程。由掺镱光纤激光器中波长为λ的光的单程增益得出915nm泵浦激光,980nm激光和1030nm波段ASE的增益关系式:G1030=0.2G980+0.86βαP。由此可知,增大增益光纤的纤芯包层直径比值可以抑制ASE现象。 4.基于半导体激光种子源的980nm全光纤MOPA结构纳秒脉冲掺镱光纤激光器实验研究。首先采用半导体激光器调制技术和种子自注入技术实现中心波长为978nm、3 dB带宽为0.1nm的纳秒脉冲半导体激光种子源,其脉宽与重复频率灵活可调。随后通过单包层掺镱光纤放大器对该种子源进行放大,当种子源输出脉冲重复频率为50 MHz,脉冲宽度为4.5 ns时,掺镱光纤放大器输出信号光功率为127 mW;当种子源输出脉冲重复频率为10 MHz,脉冲宽度为7 ns时,掺镱光纤放大器输出信号光功率为117 mW。放大过程中并未出现1030nm波段的ASE,放大器输出光谱的光学信噪比大于20 dB,输出激光光束质量接近衍射极限。