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國防科大:級聯(lián)光纖可拓寬超連續(xù)譜光源

星之球科技 來源:中國激光2016-12-28 我要評論(0 )   

近幾年,超連續(xù)譜光源發(fā)展成為了一個越來越令人關(guān)注的研究領(lǐng)域。在光學(xué)中,當(dāng)一系列非線性效應(yīng)作用在抽運光上,使抽運光光譜極大地拓寬,例如利用微結(jié)構(gòu)光纖,就得到了...

近幾年,超連續(xù)譜光源發(fā)展成為了一個越來越令人關(guān)注的研究領(lǐng)域。在光學(xué)中,當(dāng)一系列非線性效應(yīng)作用在抽運光上,使抽運光光譜極大地拓寬,例如利用微結(jié)構(gòu)光纖,就得到了超連續(xù)譜。而原始的抽運光就稱為超連續(xù)譜光源。
 
國防科大:級聯(lián)光纖可拓寬超連續(xù)譜光源

目前,利用硫系玻璃光纖或波導(dǎo)可獲得長波長的超連續(xù)譜光源。但同時存在超連續(xù)譜光源體積大、價格昂貴、穩(wěn)定性差、不易維護等缺點,不利于實際應(yīng)用。
2016年9月,侯靜課題組采用級聯(lián)氟化物光纖和硫化物光纖產(chǎn)生超連續(xù)譜激光,獲得了平均輸出功率大于60mW、波長范圍為2.0~5.5μm的光譜平坦型超連續(xù)譜激光光源。該成果報道在《中國激光》2016年第12期上。
 

 

國防科大:級聯(lián)光纖可拓寬超連續(xù)譜光源

光纖抽運2.0~5.5μm超連續(xù)譜激光光源的(a)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖和(b)光譜。(a)TDFA與氟化物光纖采用直接熔融連接的方式,氟化物光纖的輸出通過透鏡組(L1和L2)耦合進入硫系玻璃光纖。

實驗中采用摻銩光纖放大器(TDFA)作為抽運源,放大器輸出的2.0~5.5μm超連續(xù)譜激光先后在一段氟化物光纖和一段硫系玻璃光纖(材料為As2S3,長度為2.5m)中實現(xiàn)了光譜拓展。由圖(b)可以看出,受氟化物光纖材料的吸收限制,輸出超連續(xù)譜的長波僅達到4200nm;通過硫系玻璃光纖后,超連續(xù)譜光源的光譜進一步向長波拓展了1000nm 左右,最終輸出超連續(xù)譜激光的長波達到5500nm。
 
研究發(fā)現(xiàn),硫系玻璃光纖中的光譜展寬主要是由自相位調(diào)制和受激拉曼散射的非線性效應(yīng)引起的。該超連續(xù)譜激光采用光纖激光作為抽運源,結(jié)構(gòu)緊湊且穩(wěn)定性好,成為一種面向?qū)嶋H應(yīng)用的高亮度2.0~5.5μm 寬譜光源。
 
紅外超連續(xù)譜光源可應(yīng)用于多個領(lǐng)域,例如,包括爆炸物在內(nèi)的多種固體材料在中紅外波段有特定光譜,可以利用超連續(xù)譜光源進行光譜特征識別;借助寬帶光譜可以測量表面粗糙的性能,可以使用近紅外超連續(xù)譜光源對汽車傳動系統(tǒng)中曲面部件進行粗糙度測量等。其在生物醫(yī)學(xué)、光譜學(xué)、光電對抗和環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域均具有廣闊的應(yīng)用前景。

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硫系玻璃光纖,超連續(xù)譜光源
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