4.3微米中红外光纤激光器用硫系主动光纤材料的研究

4.3μm中红外光纤激光器在军事国防及环境监测等方面具有重要的应用价值。本课题以研制在4.3μm中红外光纤激光器方面极有应用前景的Dy3+、Pr3+、Tb3+稀土离子掺杂硫系玻璃光纤材料为对象，通过实验探明基质玻璃的组成和结构对稀土离子掺杂浓度和4.3μm荧光发射特性的影响规律，寻找产生高效4.3μm荧光发射的新泵浦方式和共掺杂方式，制备出稀土掺杂浓度高、4.3μm发光对应能级的量子跃迁效率高、荧光寿命长、光学损耗低、物理化学性质稳定满足拉纤条件要求的稀土离子掺杂硫系玻璃材料，并通过合理的光纤结构设计和光纤拉制工艺实验，确定制备高质量稀土掺杂硫系玻璃光纤的工艺条件和参数。该项目对填补我国在稀土掺杂玻璃中红外发光特性方面的研究空白、缩短与欧美国家在中红外激光材料领域的差距具有重要意义，并对我国自主开发高效实用的W级4.3μm光纤激光器具有重要的战略价值。

4.3μm中红外光纤激光器在环境监测等领域具有重要的应用价值。本课题以研制在4.3μm中红外光纤激光器方面极有应用前景的Dy3+、Pr3+、Tb3+稀土离子掺杂硫系玻璃光纤材料为对象，通过四年的时间，项目组系统研究了基质硫系玻璃的组成和结构对稀土离子掺杂浓度和4.3μm荧光发射特性的影响规律，确定了产生高效4.3μm荧光发射的新泵浦方式和共掺杂方式，制备出了几组稀土掺杂浓度高、4.3μm发光对应能级的量子跃迁效率高、荧光寿命长、光学损耗低、物理化学性质稳定满足拉纤条件要求的稀土离子掺杂硫系玻璃材料，并通过合理的光纤结构设计和光纤拉制工艺实验，确定了制备高质量稀土掺杂硫系玻璃光纤的工艺条件和参数。在该项目的研究中，项目组在国内外学术刊物上发表论文26篇，申请国家发明专利4项，培养博士研究生1人，硕士研究生4人。积累了大量宝贵的研究经验，对今后该领域的进一步研究将具有很好的指导意义。