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中红外低氢杂质硫系光纤制备及其光谱应用研究
作者: irglass 时间: 2022-06-24 浏览:381 次

       近日,我室硕士生汪俊(第一作者)和王训四研究员(通讯作者)在Optics Express期刊上发表了题为“Se-H-free As2Se3fiber and its spectral applications in the mid-infrared”的论文(2022, 30(13): 24072-24083. IF=3.894.)。文章链接:https://doi.org/10.1364/OE.460362

       硫系光纤中的As2Se3光纤因其相对较低的光损耗、较低的材料成本和较高的化学稳定性,在中红外激光超连续谱和光纤传感等诸多领域都受到了广泛关注。然而,As2Se3光纤中的Se-H杂质在中红外关键波长4.57 μm处存在强吸收,极大地影响了光纤透光谱的平坦度和传感光纤的灵敏度。本论文针对低杂质Se基硫系光纤的制备及其光学传感应用等内容进行技术开发研究,探索了羟基氧化和真空蒸馏等有效除杂工艺,实现了Se基硫系玻璃的Se-H杂质的完全去除,同时结合优化的隔离挤压法,制备出满足需求的高质量低损耗Se基硫系光纤,光纤参数如图1所示;然后采用飞秒脉冲的OPA激光进行泵浦,获得了4~6 μm波段范围内最平坦的超连续谱输出,如图2所示;最后对比了中红外Se-H杂质对光纤传感灵敏度的影响,报道了一种基于无Se-H干扰的一种新型高灵敏度红外硫系光纤,其传感参数如图3所示。本论文为中远红外指纹区全波段低损耗红外光纤的普及提供了新思路,同时为新型超平坦激光光源的实现提供了一条可选方法。

图1(a)As2Se3玻璃(G0-G6、未提纯样品)的红外透过光谱;(b)自研As2Se3光纤与商用As2Se3光纤在3.3~6 μm波长范围内的损耗比较

图2(a)不同泵浦波长下的超连续谱;(b)不同泵浦功率下的超连续谱

图3 不同气体流量下用于CO2传感测量的Ge1As39Se60拉锥光纤的红外吸收光谱:(a)光纤Ⅰ:无Se-H杂质吸收;(b)光纤Ⅱ:含Se-H杂质吸收;(c) 两种光纤的二氧化碳吸收峰积分面积与气体流量之间的关系