中红外激光处在分子指纹区,在光谱传感领域具有独特的发展前景,在医学,材料加工,国防军工等领域,也具有重要的应用潜力。尽管已经有多种产生中红外激光的方式,中红外光纤激光器仍然凭借着固有的光束质量好,转化效率高,散热性能好等优势,吸引了越来越多研究者的目光。本文基于稀土离子直接激射法,采用掺Er3+ZBLAN光纤作为增益介质,进行中红外波段的光纤激光器研究。本文基于Er3+的能级结构,分别介绍了 3.5 μm和2.8μm激光的产生机理。针对2.8μm激光输出,利用976 nm单波长泵浦掺Er3+ ZBLAN光纤,引入FP复合腔结构作为选模机制,通过衍射光栅进行波长调谐,实现了 2.8μm单纵模可调谐激光输出,中心波长可以从2705 nm到2806 nm连续调谐,调谐范围超过100 nm,单纵模输出激光的功率达到450 mW。对于这种单纵模激光的产生机理进行了深入的理论解释,并且设计了对比实验进行验证。针对3.5 μm激光输出,通过对Er3+斯塔克分裂能级进行理论研究,提出用高功率可调谐的2 μm激光代替以往报道中2 μm固定波长的激光与976 nm激光进行双波长泵浦。完成了 2 μm高功率可调谐泵浦激光搭建与放大,调谐范围为1940 nm-2040 nm。经过一级放大,当放大光路的793 nm泵浦功率为15 W时,在1976 nm处的最大输出功率达到6.2 W,转换效率为41%,并且在1960 nm-1990 nm范围内放大功率均维持在6 W左右。