钱国权，唐国武，吴敏波，钱 奇，陈东丹，杨中民

(1.华南理工大学，广东省光纤激光材料与应用技术重点实验室，广州 510641;2.云南警官学院，治安管理学院，昆明 650223)

0 引 言

光纤激光的光束质量好,激光效率高,散热性好并且稳定、可靠性高，已被广泛应用于国防军事、工业加工、生物医疗以及科学研究等领域[1-3]。2 μm波段(1.9～2.5 μm)激光位于人眼安全波长范围，处于大气光传输的低损耗窗口，并与CO、CO2和H2O等大气分子的强吸收带相匹配，在空间通信、生物医疗、环境监测、激光雷达和激光对抗等领域有重要应用价值[4-7],如美国已用2 μm波段光纤激光器进行远程星际探测和大气污染监测。

增益光纤是光纤激光器的核心材料，2 μm波段高性能光纤激光的核心研究内容之一是研制增益光纤。目前，实现2 μm波段光纤激光的激活离子主要有稀土离子Tm3+和Ho3+以及过渡金属离子Cr2+[8-9]。Tm3+:3F4→3H6和3H4→3H5、Ho3+:5I7→5I8、Cr2+:5E→5T2跃迁分别能产生2.0 μm、2.31 μm、2.1 μm和2.3 μm的发光[9-11],其中，过渡金属离子Cr2+在Ⅱ～Ⅵ族化合物的四面体晶体场中才能实现强的2.0 μm波段荧光发射，而在玻璃基质中发光较弱,受限于复合玻璃光纤制备和后处理技术，直至最近才在Cr2+∶ZnSe晶体半导体-玻璃复合光纤中实现 2.3 μm激光输出，其性能与稀土掺杂玻璃光纤激光的差距较大[12]。稀土离子掺杂玻璃光纤目前仍在2 μm波段光纤激光中占据主导地位。Ho3+在2 μm波段具有较大受激发射截面和较长荧光寿命，但因缺乏相应的吸收带，不能直接采用商用高功率808 nm或980 nm半导体激光器作为泵浦源，需在掺Ho3+玻璃光纤中共掺敏化离子(如Yb3+、Tm3+、Nd3+、Cr3+/Tm3+等)进行能量转移才能实现2 μm波段激光输出[13]。……