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中红外波段集中了大量气体分子的基带吸收线，基于连续波单频中红外激光吸收光谱技术可用来实现痕量气体的检测，差频产生(DFG)中红外激光是这类连续波单频中红外激光器的主流技术。论文研究将光纤激光器件和光纤传输技术应用于DFG中红外激光器中的技术问题。
论文首先以非线性极化为切入点，利用麦克斯韦方程组研究了三波相互作用，推导了DFG过程闲频光的振幅表达式；接着，阐述了QPM技术，并给出了基于QPM技术的DFG过程中波矢失配表达式，研究了晶体周期、温度和入射波长的可接收带宽等对QPM-DFG的影响。在此基础上，采用周期性极化掺镁铌酸锂晶体(PPMgLN)作为非线性晶体，掺镱光纤激光器(YDFL)用作泵浦光源，掺铒光纤激光器(EDFL)经掺铒光纤放大器(EDFA)功率提升后作为信号光源，设计并构建了光纤型QPM-DFG中红外激光光源，获得了连续波中红外差频输出。实验研究表明，通过优化选择晶体周期，并结合调节信号光波长和控制温度，该QPM-DFG系统可在3.1-3.6μm内连续调谐。最后，论文还研究了泵浦/信号光在光纤中传输时偏振态的演化及其控制技术，分析了偏振效应对QPM-DFG转换效率的影响。