研究人員開(kāi)發(fā)新型中紅外激光器：突破長(zhǎng)期困擾難題

　　英國(guó)巴斯大學(xué)研究人員開(kāi)發(fā)出一種新型激光器，可實(shí)現(xiàn)3.1μm到3.2μm之間的中紅外頻段輸出，打破了激光器開(kāi)發(fā)商長(zhǎng)期以來(lái)的困境。他們表示，該項(xiàng)成功將促進(jìn)中紅外激光器新應(yīng)用發(fā)展，例如光譜學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)及爆炸物探測(cè)等。

　　通過(guò)將氣體和光纖激光器結(jié)合，在中空的光纖中加入適當(dāng)?shù)臍怏w，研究人員開(kāi)發(fā)出了新型中紅外輸出的光纖氣體激光器。

　　該研究團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)人之一，William Wadsworth表示：“大約超過(guò)2.8微米，傳統(tǒng)光纖激光器功率開(kāi)始下降。其他主要中紅外激光技術(shù)，量子級(jí)聯(lián)激光器超過(guò)3.5μm才有響應(yīng)。”

　　用于中紅外激光實(shí)驗(yàn)的兩種不同的空芯光纖

　　空芯光纖

　　該激光器成功的關(guān)鍵在于，研究人員成功開(kāi)發(fā)了二氧化硅空芯光纖，特別適合于中紅外波段。Wadsworth解釋到："我們的光纖可以看出長(zhǎng)而薄的氣泡玻璃。通過(guò)在光纖中心附近設(shè)置氣泡，其反射光纖將被困于空心中。"

　　由于光線在空芯光纖中傳輸，剩余部分在空心中，這種光纖克服了硅基玻璃對(duì)于2.8微米以上光易吸收特性。

　　反饋光纖

　　研究人員認(rèn)為他們的新型空芯光纖可用于新型光纖激光器開(kāi)發(fā)。研究人員采用乙炔氣體，主要是由于其輻射中紅外波段，并且可用一般激光器泵浦。空芯光纖可以誘捕光纖，用于和相同位置的氣體在長(zhǎng)距離內(nèi)相互作用，通常距離可達(dá)10米或11米。

　　巴斯大學(xué)研究人員之前就成功演示過(guò)氣體光纖相互作用可提供中紅外波段輻射。在新的工作中，研究人員增加了反饋光纖，使其可成為真正的激光器。反饋光纖可提取少量光線，用于激發(fā)下一個(gè)光放大循環(huán)，因此可減少泵浦功率從而產(chǎn)生激光光束。

　　該設(shè)計(jì)的一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)是使用了成熟的通信用二極管激光器，實(shí)用性強(qiáng)、成本低并且可以提供高功率。研究人員計(jì)劃通過(guò)增強(qiáng)泵浦功率用于提升光纖氣體激光器功率。

　　未來(lái)發(fā)展

　　該研究團(tuán)隊(duì)人員Fei Yu表示："我們開(kāi)發(fā)了一種光泵浦分子產(chǎn)生光束的新方法，不同于其他激光器系統(tǒng)。這種構(gòu)建氣體激光器的新方法可用于開(kāi)發(fā)更多類型的激光器。"

　　研究人員表示一些其他氣體同樣可用于該光纖氣體激光器，可現(xiàn)實(shí)高達(dá)5μm波段輸出。Muhammad Rosdi Abu Hassan表示："這只是其中一個(gè)使用空芯光纖的激光器。它將激勵(lì)其他空芯光纖應(yīng)用以及不同類型激光束和氣體之間的相互影響，從而獲得你期望的工作波長(zhǎng)。"