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2μm激光处于大气窗口,且对人眼安全,已成为激光测风雷达的主要光源之一。对于多普勒相干激光测风雷达,其发射源所输出的激光应具有窄线宽、长脉冲和高功率等指征,以实现相干测风激光雷达的高精度测风和远距离探测。采用注入锁频技术,依托该技术中主激光器的窄线宽输出以及从激光器的长脉冲、高功率等特性,可构建满足雷达系统需求的发射源。对于从激光器,其输出激光脉冲宽度与谐振腔长度直接相关。由于激光在光纤内可实现远距离柔性传输,因此利用光纤环形腔激光器作为从激光器,可实现注入锁频激光器的长脉冲输出。本文以基于驻波腔结构的掺钬单纵模激光器作为主激光器,以利用空间耦合结构搭建的主动调Q掺铥光纤环形腔激光器作为从激光器,对2μm注入锁频掺铥光纤环形腔激光器的输出特性开展了研究工作。首先,对2μm波段掺钬单纵模主激光器进行了研究:对于铥钬双掺激光器,通过扭转模技术构建了Tm,Ho:YAG单纵模激光器,在波长2090.4 nm处获得了106 m W单纵模激光输出;对于单掺钬激光器,采用结构更为紧凑的驻波腔搭建了单掺钬单纵模激光器,实验研究了Ho:YAG单纵模激光器、Ho:Lu AG单纵模激光器和Ho:YLF单纵模激光器的输出特性,分别在2081.2 nm、2100.7nm和2050.7 nm处获得了单纵模激光输出,最大单纵模激光功率分别为309m W、264 m W和330 m W。其次,本文通过空间耦合方式构建主动调Q掺铥光纤环形腔激光器,以满足注入锁频激光器对从激光器高功率、宽脉冲的需求。在理论研究方面,分别建立了铥光纤环形腔激光器在连续与脉冲两种工作状态下的速率方程,并对其进行数值求解,研究分析各项参数对激光器输出性能的影响。在连续工作条件下,研究了激光器中泵浦光功率与振荡光功率在增益光纤内的纵向分布情况,分析了增益光纤长度、输出镜透过率等参数对激光器输出特性的影响。在脉冲工作条件下,研究并分析了泵浦功率、输出镜透过率和谐振腔长度对激光器输出激光脉冲宽度的影响。在实验研究方面,对铥光纤环形腔激光器在连续和脉冲两种工作状态下的输出性能进行了测试分析。当激光器处于连续工作时,实验研究了增益光纤长度、输出镜透过率的变化对激光器输出性能的影响,如阈值、斜率效率以及波长的变化。在铥光纤环形激光器的脉冲调制研究中,首先对声光Q开关在空间耦合掺铥光纤环形腔激光器中的工作机理进行了研究分析,以此为依据进一步实验研究了在空间耦合掺铥光纤环形腔激光器的脉冲输出性能。最终,在重复频率为100 Hz时,实现了150μJ脉冲激光输出。通过改变掺铥光纤环形腔激光器谐振腔内传导光纤的长度,可获得不同脉冲宽度的激光输出:谐振腔长度为6.68m时,脉冲宽度为207 ns;谐振腔长度为12 m时,脉冲宽度为382 ns。最后,分别以Ho:YAG和Ho:YLF两种单纵模激光器所输出的单纵模激光作为种子光,注入至掺铥光纤环形腔激光器中,研究并分析了2μm种子注入掺铥光纤环形腔激光器在连续和脉冲两种工作条件下的输出特性。