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激光二极管抽运的1.54μmEr-Yb共掺磷酸盐玻璃激光器具有体积小、成本低、效率高、结构简单、光束质量好、对人眼安全等特点，其被动调Q激光器能够产生纳秒量级宽度的激光脉冲，可广泛应用于激光测距、光传感、光通信等领域中。对LD抽运的1.54μmEr-Yb共掺磷酸盐玻璃激光器的理论和实验研究具有重要的意义。
以往在铒玻璃激光器的研究中，由于抽运能量密度较低，掺杂粒子数密度也不高，上转换过程相对较弱，对激光输出的影响往往忽略不计。然而，在高掺杂Er3+和Yb3+离子、高抽运功率密度的激光二极管(LD)端面抽运Er玻璃激光器中，上转换过程会消耗激光上能级粒子数，强烈影响激光的输出。因此，有必要在速率方程中考虑上转换的影响。
在对Er玻璃激光器被动调Q的研究中，LD抽运双掺Er3+、Yb3+磷酸盐玻璃被动调Q激光器的理论模型对于实验研究有着重要的指导作用，而详细的理论模型尚未见报道。为了更好地了解此类激光器的被动调Q特性，选择合理参数，有必要在全面、仔细地分析了Er-Yb共掺磷酸盐玻璃各能级之间的能量转移、跃迁以及上转换过程的基础上，建立1.54μmEr-Yb共掺磷酸盐玻璃被动调Q激光器的速率方程模型。
本论文对人眼安全的1.54μmEr玻璃激光器进行了理论和实验研究，重点是上转换对Er-Yb共掺磷酸盐玻璃激光的影响和激光二极管抽运的Er-Yb共掺磷酸盐玻璃被动调Q微片激光器。具体内容为：
1.研究了LD泵浦Er-Yb共掺磷酸盐玻璃的1.54μm激光运转时其它跃迁过程的影响。在激光运转时采用荧光光谱仪监测上转换发光的强度变化，研究了几种波长的辐射跃迁与激光跃迁之间的关系。
2.对LD纵向抽运的Er-Yb共掺磷酸盐玻璃激光器理论模型进行适当补充，在速率方程中考虑了累积转移上转换和共协上转换的作用，使之适用于高掺Er3+和Yb3+离子、高抽运功率密度的情况，并且与实验结果进行了验证；分析和定量计算了上转换对激光输出的影响；针对三能级Er-Yb共掺磷酸盐玻璃微片激光器低增益、短腔长的特点，提出了一种通过测量激光阈值和斜效率来计算腔内往返损耗的方法，该方法考虑了上转换的影响。
3.研究了Er-Yb共掺磷酸盐玻璃激光器的热效应现象。根据热透镜对激光谐振腔和光束参数的影响的关系来间接测量热透镜焦距；提出了计算Er-Yb共掺磷酸盐玻璃激光器分数热沉积的方法；把热透镜焦距与分数热沉积的关系和上转换对分数热沉积的影响联系起来，验证了我们提出的分数热沉积模型。
4.系统地研究了以Co2+：MgAl2O4晶体为饱和吸收体的LD抽运Er-Yb共掺磷酸盐玻璃调Q运转激光器。针对双掺离子之间的能量传递和Er3+的多种跃迁过程，结合Co2+：MgAl2O4晶体中Co2+离子的饱和吸收特性，给出了详尽的速率方程，在其基础上进行了数值分析，分析了输出镜透过率、激光介质长度、谐振腔长度、腔内往返损耗、饱和吸收体长度对激光阈值、峰值功率、单脉冲能量以及脉冲宽度的影响。
5.实现了LD抽运Er-Yb共掺磷酸盐玻璃微片激光器被动调Q运转，这在国内未见其它报导。以Co2+：MgAl2O4晶体作为被动调Q材料，在吸收的抽运功率为476mW时，实现了重复频率约为800Hz、脉冲宽度为7.4ns、平均功率为13.3mW、峰值功率达2.2kW的调Q激光输出；尝试了谐振腔的三明治结构，当抽运功率为380mW，我们获得了脉宽6.8ns、重复频率1.15kHz、平均输出功率10.4mW的激光脉冲；研究了脉冲宽度、重复频率与抽运功率的关系。