将气体和多芯光纤结合起来产生中红外激光波长

2/25/2016, 美国光学学会Optica杂志最新一期发表英国Bath大学研究者关于中红外光纤气体激光器的研究成果。3.1到3.1微米的中红外激光器在诸如光谱分析，环境监测和爆炸物检测等特殊应用中有重要用途，但是这个领域的激光器一直不容易制作。

Bath大学的科学家们将合适的气体放入中空光纤中从而实现了中红外激光辐射，将中红外波长和光纤激光器的稳定，方便，高品质，高功率输出特性结合起来。该项目的负责人之一，William Wadsorth表示，传统的光纤激光器在2.8微米以上不容易维持高功率，而其他类似量子级联激光器也不支持3.5微米以下的激光器波长。利用他们研发的二氧化硅材料的多芯中空光纤，这个问题得以解决。Wadsorth将他们的多芯光纤结构比喻成一系列玻璃管，光线就是靠这些玻璃管的反射限制在中空纤芯中传输，而不是像在普通光纤那样在玻璃纤芯中传输。正是这一特性，保证了这种光纤没有普通光纤那样对2.8微米以上波长的吸收问题。中空光纤的好处好在于传输中介距离足够长。在这个例子中，他们用了10米到11米的中空光纤，其中是乙炔气体。

Bath大学的研究者们并不是首先想到将特定气体充到光纤中，此前也有类似的设计。他们的创意在于增加了一段反馈光纤，从而形成反射腔。反射段将输出光的一部分放大，从而降低了对泵浦功率的需求。在这一设计中，采用了成熟的通信用半导体激光器。这种激光器足够实用，也足够便宜，功率也够大。

Bath团队的华人学者Fei Yu表示，他们发展了一种利用光来泵浦分子并产生传统技术不容易产生的激光波长。这种将气体和光纤结合起来的技术可以用于发展出更多类型的激光器。气体不同，最高5微米的激光也能利用这一技术产生出来。