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光纤激光器以其阈值低、效率高、光束质量好、可靠性好、结构紧凑和散热性好等优点，受到人们的普遍关注，并广泛应用于光通讯、军事、医疗及工业加工等领域。近年来，由于双包层光纤的出现，将光纤激光器的输出提高到了千瓦量级，大大地扩展了光纤激光器的应用范围。随着相关器件及技术的迅速发展，红外激光光源在激光遥感、激光测距、光谱分析、空间通讯以及军事方面的应用显得越来越重要。掺铥双包层光纤激光器输出2μm波长的激光，为遥感探测以及光电对抗提供了有利工具。同时，波长2μm的激光器是获得3～5μm波段光学参量振荡激光输出的最佳泵浦源。本论文主要将从理论和实验两方面对连续波掺铥双包层光纤激光器进行研究。主要工作概括为以下几个部分：
1．本文第一章对光纤激光器的基本知识进行了概述，包括：(1)光纤激光器的发展、基本结构、基本原理以及特点和应用；(2)光纤激光器的掺杂材料、光纤内包层结构、泵浦技术以及掺铥光纤激光器的研究进展。
2．第二章对掺铥光纤激光器进行了理论研究。首先根据铥离子的不同泵浦吸收波段，从Tm<3+>离子跃迁过程，分别建立了各自的速率方程，并推导出了泵浦光和信号光功率沿光纤分布规律的传输方程。模拟了泵浦方式、光纤长度、掺杂浓度、输出耦合镜反射率等因素对光纤激光器输出特性的影响，为光纤激光器的研制提供了一定的参考价值。
3．第三章对双包层掺铥光纤激光器进行了实验研究。实验测出了掺铥光纤上转换发光光谱，并分析了光谱的产生机理。采用D形内包层掺铥双包层光纤(纤芯直径为20μm，数值孔径为0.17；内包层直径为300μm，数值孔径为0.4)，选用典型的F-P腔型，用尾纤输出790nm的LD端面泵浦光纤，实现了波长为2.02μm激光输出，最大输出功率为6W，斜率效率为50％。实验也讨论了激光输出耦合率和光纤长度对激光输出功率的影响。