730mW, 2-8um中红外超连续激光源研制 - 硫系玻璃 | 宁波大学红外材料及器件实验室
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730mW, 2-8um中红外超连续激光源研制
作者: irglass 时间: 2021-11-25 浏览:371 次

       近日,我室硕士生黄涛以第一作者(白胜闯,杨佩龙,聂秋华为共同通讯作者),在光学期刊OPTICS EXPRESS上发表了题为“730 mW, 2-8 μm supercontinuum generation and the precise estimation of multi-pulse spectral evolution in the soft-glass fibers cascaded nonlinear system”的论文。(Optics Express, ISSN: 1094-4087, 2021, 29(25), 40934-40946)当前,高功率中红外超连续激光源(SC)已经广泛应用于生物分子传感、成像、高精度测量等领域。具有全光纤结构的中红外超连续激光系统具有稳定性高、结构紧凑、光束质量好等优势,已成为了当前国内外知名机构争相研究的热点。迄今,尽管光谱展宽至8 μm以上的全光纤中红外SC已经有报道,但受限于泵浦源功率及软玻璃光纤高功率耦合中诸多技术瓶颈,其输出平均功率均在毫瓦量级。本工作在实验方面首先采用石英、氟化物及硫系多光纤级联泵浦的技术路线,将激光中心波长从1.55 μm非线性频移至2 μm,随后放大且多级展宽至8 μm。解决了异质光纤耦合中的诸多关键技术难题。在理论方面,首次将Pearson相关系数法模型应用到多脉冲传输的复杂非线性系统中。并结合统计方法,通过分步傅里叶法,求解非线性薛定谔方程,获得了与实验数据完美符合的理论结果。

图1 全光纤SC系统原理图

图2 (a) 7m长ZBLAN光纤的理论和实验光谱输出比较;(b)不同长度ZBLAN光纤的时域和频域脉冲演化。(c)不同长度ZBLAN光纤的频域脉冲演化。

图3输入脉冲(插图)和输出光谱使用Pearson相关系数法模拟(黑色)和实验测量(红色)的As2S3光纤输出光谱。


       该工作在全光纤中红外高功率超连续激光源的研制方面具有标志性意义,将为后续探索更宽光谱的高功率超连续激光源奠定坚实的技术与理论基础。