摘要：根据ZBALN光纤拉曼激光器的结构,理论分析了中红外zblan光纤级联拉曼激光器运行方式并建立了泵浦光和斯托克斯光的非线性耦合方程组。基于该方程组,对用高功率掺铥光纤激光器泵浦zblan光纤产生拉曼频移时泵浦光和斯托克斯光在光纤中的演化过程进行了仿真。为了提高激光器性能,对光纤长度、输出耦合器反射率、泵浦功率等激光器参数及其对激光器性能的影响进行了数值分析。数值计算结果表明,用掺铥光纤激光器泵浦zblan光纤可以以较高的光光转换效率产生更长波长的拉曼激光。不同的光纤长度和输出耦合器反射率相互影响,并共同影响激光器的性能。根据以上分析,最终获得了高性能的zblan光纤拉曼激光器的优化参数。

摘要：3～5μm中红外激光在国防、医疗、自由空间光通信及材料加工等领域具有重要的应用价值。本文提出利用发展较成熟的2．7～2．9μm掺Er激光作为拉曼抽运源，zblan光纤作为拉曼增益介质，为获得激射波长灵活、结构紧凑的3～5μm中红外激光提供一种可行方法。依据光纤拉曼激光器的非线性耦合方程组，数值分析并优化设计了3～5μm中红外zblan光纤一级／二级拉曼激光器。主要研究了zblan光纤长度和输出镜反射率等参数对拉曼激光阈值及输出功率的影响。数值结果表明：1）拉曼阈值随着输出镜反射率的增大而明显下降，且存在最优的zblan光纤长度使一级拉曼阈值最低（4．15w）；2）为获得最高拉曼激光输出功率，最优输出镜反射率分别为84％～98％（一级）和42％～60％（二级），最优zblan光纤长度分别为6．7～8．9m（一级）和1．5～2．4m（二级），最优斜率效率分别高达72．36％（一级）和34．06％（二级）。研究工作在一定程度上可为实验研究此类中红外拉曼激光器提供理论指导。