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研究人员开发新型中红外激光器:突破长期困扰难题

  英国巴斯大学研究人员开发出一种新型激光器,可实现3.1μm到3.2μm之间的中红外频段输出,打破了激光器开发商长期以来的困境。他们表示,该项成功将促进中红外激光器新应用发展,例如光谱学、环境监测及爆炸物探测等。

  通过将气体和光纤激光器结合,在中空的光纤中加入适当的气体,研究人员开发出了新型中红外输出的光纤气体激光器。

  该研究团队领导人之一,William Wadsworth表示:“大约超过2.8微米,传统光纤激光器功率开始下降。其他主要中红外激光技术,量子级联激光器超过3.5μm才有响应。”

 

用于中红外激光实验的两种不同的空芯光纤

  空芯光纤

  该激光器成功的关键在于,研究人员成功开发了二氧化硅空芯光纤,特别适合于中红外波段。Wadsworth解释到:"我们的光纤可以看出长而薄的气泡玻璃。通过在光纤中心附近设置气泡,其反射光纤将被困于空心中。"

  由于光线在空芯光纤中传输,剩余部分在空心中,这种光纤克服了硅基玻璃对于2.8微米以上光易吸收特性。

  反馈光纤

  研究人员认为他们的新型空芯光纤可用于新型光纤激光器开发。研究人员采用乙炔气体,主要是由于其辐射中红外波段,并且可用一般激光器泵浦。空芯光纤可以诱捕光纤,用于和相同位置的气体在长距离内相互作用,通常距离可达10米或11米。

  巴斯大学研究人员之前就成功演示过气体光纤相互作用可提供中红外波段辐射。在新的工作中,研究人员增加了反馈光纤,使其可成为真正的激光器。反馈光纤可提取少量光线,用于激发下一个光放大循环,因此可减少泵浦功率从而产生激光光束。

  该设计的一个重要优势是使用了成熟的通信用二极管激光器,实用性强、成本低并且可以提供高功率。研究人员计划通过增强泵浦功率用于提升光纤气体激光器功率。

  未来发展

  该研究团队人员Fei Yu表示:"我们开发了一种光泵浦分子产生光束的新方法,不同于其他激光器系统。这种构建气体激光器的新方法可用于开发更多类型的激光器。"

  研究人员表示一些其他气体同样可用于该光纤气体激光器,可现实高达5μm波段输出。Muhammad Rosdi Abu Hassan表示:"这只是其中一个使用空芯光纤的激光器。它将激励其他空芯光纤应用以及不同类型激光束和气体之间的相互影响,从而获得你期望的工作波长。"

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