摘要： 工作在1800-2000纳米波长区域的高亮度可调谐激光器，在光谱学、大气遥感和医疗手术等应用领域极具吸引力。迄今为止，掺杂Tm3?的晶体基质（如YLF和YAG）已被证明是最具潜力的增益材料之一[1,2]。在其他可用基质中，Tm:CaF?凭借多晶格结构具有高热导率和极宽的发射带，因此成为1750-2000纳米波段高功率宽带可调谐激光发射的理想候选材料。然而目前关于Tm:CaF?激光器的研究报道较少，这主要源于采用交叉弛豫过程时缺乏767纳米最佳吸收波长的强泵浦源[3]。相比之下，Tm掺杂材料的带内泵浦效率极高，其量子亏损可达85%[4,5]。本研究采用1610纳米光纤激光系统进行带内泵浦，成功实现了Tm:CaF?晶体在1775-1955纳米波段的可调谐激光发射。我们构建了以3%掺杂5毫米长Tm:CaF?晶体为核心的平凹线性谐振腔（图1）：平面输入镜M?在泵浦波长透射率98%，1850纳米附近高反；凹面输出镜M?在1850纳米透射率5-10%。通过布儒斯特角插入双折射片可实现波长选择。实验采用专为1610纳米发射设计的12米W种子激光二极管经两级光纤放大器构成的全光纤MOPA系统，前置放大级采用1620纳米中心波长的50纳米带通滤光片抑制1530-1560纳米ASE噪声，功率放大级基于915纳米泵浦的10米长铒镱共掺双包层光纤以增强长波段增益。该MOPA系统在晶体入射面实现超过2.5瓦衍射极限功率（0.5纳米线宽）。使用10%透射输出耦合器且无双折射片时，获得1.25瓦最大输出功率，对应吸收泵浦功率的70%转换效率。腔内泵浦光束腰径45微米，信号光束腰径约60微米。如图2所示，采用腔内双折射片和T?=5%输出耦合器时，激光调谐范围达180纳米。相比先前报道[3]，得益于1610纳米高亮度泵浦源实现了1800纳米以下更短波长输出。最高输出功率时测得激光光束质量因子M2为1.1。这些成果为未来带内泵浦锁模Tm:CaF?激光器的发展奠定了基础。