朱晰然 1,2,3张斌 1,2,3,*陈子伦 1,2,3赵得胜 1,2,3[ ... ]侯静 1,2,3
1 国防科技大学 前沿交叉学科学院，湖南 长沙 410073
2 国防科技大学 南湖之光实验室，湖南 长沙 410073
3 国防科技大学 高能激光技术湖南省重点实验室，湖南 长沙 410073
中红外超荧光光源具有光谱范围宽、空间相干性好、时域稳定性高等特点，应用前景广泛，但受限于中红外侧面泵浦合束器，目前普遍利用空间结构泵浦产生。文中根据拉锥光纤侧面耦合的原理，在125 μm包层直径的无源双包层氟化物光纤上实现了中红外光纤侧面泵浦合束器的研制，该合束器泵浦光耦合效率达82.3%，可承受的最大泵浦功率达87.5 W。通过在中红外增益光纤上制得侧面泵浦合束器，实现了全光纤中红外超荧光光源产生，前后向输出的中红外超荧光最高功率和为91.09 mW （后向输出53.67 mW，前向输出37.42 mW），输出光谱范围从2702 nm覆盖至2830 nm。在中红外超荧光总输出功率为33.03 mW时，获得了108 nm的最宽20 dB带宽。文中实现的中红外全光纤超荧光光源克服了以往空间泵浦复杂度高、调节难的问题，对推动中红外超荧光光源的进一步功率放大具有重要意义。
中红外光纤光源 超荧光光源 侧面泵浦合束器 氟化物光纤 mid-infrared fiber source superfluorescent fiber source side-pumping combiner fluoride fiber 红外与激光工程
2023, 52(5): 20230101
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院，天津 300072
2 天津大学光电信息技术教育部重点实验室，天津 300072
为了提升中红外光纤激光器的功率和效率，基于掺铒氟化物光纤的高效热管理技术、高性能中红外光纤端帽制备技术和高功率泵浦激光的高效耦合技术，利用高功率976 nm半导体激光器，单端泵浦8 m长、掺杂铒离子的摩尔分数为7%的氟化物增益光纤，实现了33.8 W的中红外2.8 μm激光输出，据我们所知，这是单端泵浦中红外光纤激光器的最高功率水平，此时激光器的光光转换效率达26.4%。
激光器 中红外光纤激光器 单端泵浦 高功率激光 掺铒氟化物光纤
王敏 1,2,3戴世勋 1,2,3张培晴 1,2,3王训四 1,2,3[ ... ]刘自军 1,2,3
1 宁波大学高等技术研究院红外材料及器件实验室, 浙江 宁波 315211
2 浙江省光电探测材料及器件重点实验室, 浙江 宁波 315211
3 先进红外光电材料及器件浙江省工程研究中心, 浙江 宁波 315211
基于倏逝波原理的光纤传感器因其灵敏度高、响应速度快、成本低等优点, 已广泛应用于液体、气体及生物化学传感等诸多领域。与此同时, 以碲酸盐玻璃、氟化物玻璃、硫系玻璃和卤化物晶体等为基质材料的中红外光纤因其具有较宽的红外透过范围, 近年来在中红外波段传感领域得到了广泛关注。本文首先概述了中红外光纤倏逝波传感原理, 介绍了各种中红外光纤基质材料的特点、光纤结构及参数特性, 详细综述了其在中红外波段气体、液体和生物化学等领域的传感进展, 最后对中红外光纤倏逝波传感器的发展趋势进行了展望。
光纤传感 倏逝波传感 中红外光纤 硫系玻璃光纤 fiber sensor evanescent wave sensor mid-infrared fiber chalcogenide glass fiber
实验研究了基于光纤布拉格光栅 (FBG) 的直接输出 1570 nm 单波长光纤激光器, 采用光纤耦合器搭建塞格纳克宽带反射器并与部分反射光纤光栅构建直腔激光器, 通过优化光栅反射率和输出方向实现了最高谐振效率为 24.42%、最大输出功率为 2.8 W、边模抑制比为 65 dB 的 1570 nm 光纤激光直接输出。通过增大腔长增加激光器谐振纵模数量, 从而基于纵模间的平均效应实现了 1570 nm 单波长光纤激光器的稳定无拍频输出, 进而利用该激光器作为掺铥光纤的泵浦源实现了 2 μm 波段光纤激光器被动锁模输出。
激光技术 中红外光纤激光器 光纤布拉格光栅 无拍频激光器 被动锁模 laser techniques mid-infrared fiber laser fiber Bragg grating beat-free laser passively mode-locking
1 武汉纺织大学 计算机与人工智能学院，湖北 武汉 430200
2 重庆理工大学 智能光纤感知技术重庆市高校工程研究中心，重庆市光纤传感与光电检测重点实验室，重庆 400054
3 中油国际管道公司，北京102202
4 重庆能源职业学院 电梯智能运维重庆市高校工程中心，重庆 402260
利用中红外光纤构建了一种在线准确检测偏二氯乙烯的红外光纤倏逝波传感器，该传感器由U形中红外光纤传感探头、偏二氯乙烯选择性敏感膜和超疏水膜构成。四氟乙烯敏感膜涂覆在U形区表面，超疏水膜涂覆在偏二氯乙烯敏感膜表面。U形传感器可增强光纤表面倏逝波强度，从而提高传感器的灵敏度。敏感膜可实现对水体中偏二氯乙烯的选择性测量，提高传感器测量结果的准确性; 超疏水膜可抑制水分子对测量结果产生的负面影响。实验研究了偏二氯乙烯的特征吸收光谱，以及传感器对偏二氯乙烯的响应灵敏度、响应时间和选择敏感性。从理论上建立了传感器测量偏二氯乙烯的理论模型。研究结果表明，传感器对偏二氯乙烯具有高选择敏感性，传感器灵敏度可达0, 002 1 abs/(mg·L-1)，响应时间为230 s。
偏二氯乙烯 中红外光纤 倏逝波 传感器 选择性 灵敏度 vinylidene chloride mid-infrared optical fiber evanescent wave sensor selectivity sensitivity
北京工业大学材料与制造学部超短脉冲激光及应用研究所, 北京 100124
建立了3.5 μm双波长泵浦(DWP)Er∶ZBLAN光纤激光器的理论模型,并首次引入基于弛豫-打靶组合方法(RSM)求解3.5-μm-DWP-Er∶ZBLAN光纤激光器边值问题的稳态分析算法,同时分析了标准弛豫算法在此种情况下的各项计算特性,对两种方法进行了详细对比。研究结果表明,在3.5-μm-DWP-Er∶ZBLAN理论模型下,所提算法相比标准的弛豫法有着明显优势。一方面对猜测值具有低敏感性,无需在仿真前对猜测值进行高精度的估值;另一方面在高输出精度下,算法收敛速度可达标准弛豫法的10倍以上,有效提升了仿真的计算速度和准确度。所提算法对3.5-μm-DWP-Er∶ZBLAN光纤激光器的理论特性研究有着较大的实用价值。
中国激光
2021, 48(11): 1101004
1 宁波大学 信息学院 高等技术研究院 红外材料与器件实验室, 浙江 宁波 315211
2 浙江省光电探测材料及器件重点实验室, 浙江 宁波 315211
3 嘉兴学院 南湖学院, 浙江 嘉兴 314001
从玻璃组分与玻璃光学折射率分布及零色散波长位置的影响机理出发, 研究低色散卤化物对硫系玻璃的色散调控作用.制备了Ge-Ga-Se-CsI硫卤玻璃, 利用差示扫描量热仪、红外椭偏仪、红外光谱仪等测试了该玻璃的物化性质, 分析了原料和玻璃提纯工艺、CsI含量对玻璃形成以及透过范围的影响, 并计算了该玻璃的材料色散.实验结果表明: 该玻璃的透过范围可覆盖可见光至中远红外波段(0.55~18 μm); 该玻璃的材料零色散点随着CsI含量的增加明显蓝移, 摩尔百分比为20%和40%的CsI含量可使该玻璃材料的零色散波长蓝移至3.5 μm和1.5 μm附近, 且该玻璃的热稳定性较好, 有利于低色散中红外光纤的制备和应用.结合玻璃提纯技术和高温聚合物保护拉丝光纤拉丝工艺, 获得了最低损耗为8.2 dB/m的单折射率硫卤玻璃光纤.
硫卤玻璃 材料色散 色散蓝移 低零色散点 中红外光纤 Chalcohalide glass Material dispersion Dispersion blue shift Low zero dispersion wavelength Mid-infrared fiber
电子科技大学光电信息学院， 四川 成都 610054
中红外光纤激光器因其特殊的输出波长和良好的光束质量，在**、大气通信、生物医疗等领域有着广泛的应用前景。从不同掺杂稀土离子的角度介绍了氟化物玻璃和硫化物玻璃中红外光纤激光器的工作原理和结构，并阐述了国内外最新的研究进展。同时，介绍了本研究小组在中红外光纤激光器方面的研究工作及取得的最新成果。最后，对中红外光纤激光器的发展前景进行了展望。
光纤激光器 中红外光纤激光器 氟化物光纤 硫化物光纤 拉曼光纤 激光与光电子学进展
2011, 48(11): 111402
成都电子科技大学光电信息学院, 成都 610054
根据2 μm掺铥光纤激光泵浦中红外硫化玻璃光纤拉曼激光器的模型, 采用非线性耦合方程组对激光器的性能进行了研究与分析。同时, 对激光器各参数包括光纤长度、输出耦合器反射率、光纤散射损耗对激光器性能的影响进行了分析并给出了优化结果。数值仿真结果表明, 在一定条件下, 2 μm泵浦硫化玻璃光纤产生拉曼激光的斜率效率可以超过85%。另外, 光纤长度和输出耦合器反射率不仅对输出激光功率的影响很大, 而且是相互影响的, 必须同时进行优化。结果也表明, 输出激光的功率随光纤散射损耗增加急剧线性下降。以上的结果可以用于硫化玻璃光纤级联拉曼激光器的实验指导和优化设计。
光纤拉曼激光器 中红外光纤激光器 硫化玻璃光纤 拉曼效应 非线性耦合方程组 fiber Raman laser mid-infrared fiber laser chalcogenide fiber Raman effect nonlinear coupled equations
