近幾年，超連續(xù)譜光源發(fā)展成為了一個(gè)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(yùn)光上，使抽運(yùn)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(yùn)光就稱為超連續(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(shí)存在超連續(xù)譜光源體積大、價(jià)格昂貴、穩(wěn)定性差、不易維護(hù)等缺點(diǎn)，不利于實(shí)際應(yīng)用。
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(shí)存在超連續(xù)譜光源體積大、價(jià)格昂貴、穩(wěn)定性差、不易維護(hù)等缺點(diǎn)，不利于實(shí)際應(yīng)用。
2016年9月，侯靜課題組采用級(jí)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(bào)道在《中國激光》2016年第12期上。
光纖抽運(yùn)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(jìn)入硫系玻璃光纖。
實(shí)驗(yàn)中采用摻銩光纖放大器（TDFA）作為抽運(yùn)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(shí)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(dá)到4200nm；通過硫系玻璃光纖后，超連續(xù)譜光源的光譜進(jìn)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(dá)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(yùn)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(gè)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(jìn)行光譜特征識(shí)別；借助寬帶光譜可以測(cè)量表面粗糙的性能，可以使用近紅外超連續(xù)譜光源對(duì)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)中曲面部件進(jìn)行粗糙度測(cè)量等。其在生物醫(yī)學(xué)、光譜學(xué)、光電對(duì)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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