光纤结构的气体填充中红外脉冲激光器实现

本文主要探讨了一种基于气体填充空心芯光纤（HCF）的全光纤结构脉冲中红外激光源的研发。研究团队由黄威等人组成，他们来自国防科技大学、长沙脉冲功率激光技术国家实验室和湖南省高能激光技术重点实验室。这项工作发表于2019年，通过光纤减小法将泵浦激光器耦合到充满乙炔的HCF中。 传统的中红外激光技术通常依赖于复杂的外部组件，但作者的目标是实现一种紧凑且易于集成的全光纤解决方案。他们采用的是二极管泵浦，这是一种高效的能源转换方式，因为它可以直接将电能转化为光能。通过精确调整二极管的波长，使其与乙炔在近红外区域（约1.5微米附近）的吸收谱线相匹配，能够在3.1至3.2微米的中红外区域产生光辐射。这种方法利用了气体分子对特定光波段的吸收特性，实现了光谱的精准调控。 实验结果显示，使用2米长的HCF和3毫巴的乙炔气体，他们能够达到130毫瓦的最大平均功率输出。这种高效率的激光源对于各种应用具有重要意义，如遥感、大气分析、生物医学成像以及材料处理等领域，因为中红外光可以穿透某些物质并提供深入的信息。 此外，采用气体填充的HCF提供了良好的隔离性能，减少了对外部环境的干扰，这对于实现稳定、连续的中红外脉冲输出至关重要。通过优化光纤设计和工艺，如选择合适的光纤材料和制造方法，研究人员可能进一步提升激光器的性能，包括提高功率、减小体积和改善光束质量。 这篇文章标志着在光纤技术与气体介质结合的前沿，为开发更高效、便携和可靠的中红外光源奠定了基础。未来的研究可能会集中在优化光纤设计、扩展波长范围以及探索其他可燃气体以实现更多可能性。这一成果对于推动固态光子学和光纤技术的发展具有重要价值。