《光学学 》第16期封底故事
周智越; 李昊; 崔宇龙; 黄威; 王泽锋;基于空芯光纤的光泵浦4 μm连续波HBr气体激光器[J]. 光学学 , 2020, 40(16): 1614001.
导读
中红外波段激光波长涵盖了大多数分子振动吸收峰，在军事、生物医疗及大气通信等领域有重要的应用价值和广泛的应用前景。国防科技大学王泽锋教授课题组首次将HBr气体充入空芯光纤中，以自行搭建的窄线宽可调谐2 μm掺铥光纤放大器为泵浦源，室温下实现了连续波4 μm波段的中红外激光输出。
引言
中红外波段激光波长涵盖了大多数分子振动吸收峰，在军事、生物医疗及大气通信等领域有重要的应用价值和广泛的应用前景。到目前为止，已经有很多方案被用于产生中红外激光，其中光纤激光器最有希望实现紧凑、稳定、高效的中红外激光输出。
中红外激光的应用（图片来自 络）
传统的熔石英光纤在2.2 μm以下的近红外波段有着广泛的应用，但是其对波长2.2 μm以上的激光具有很强的吸收，损耗急剧增大。要有效产生2.2 μm以上的激光，通常采用在中红外波段具有较低传输损耗的氟化物玻璃光纤和硫系玻璃光纤。然而这些软玻璃光纤的制备工艺还不成熟，目前损耗还比较高。同时，由于软玻璃的熔点较低、热稳定性差，在高功率输出方面受到很大限制。
HBr光纤气体激光器
国防科技大学王泽锋教授课题组首次将HBr气体充入空芯光纤中，以自行搭建的窄线宽可调谐2 μm掺铥光纤放大器为泵浦源，室温下实现了连续波4 μm波段的中红外激光输出。
图1基于空芯光纤的光泵浦4 μm连续波HBr气体激光器实验装置.
实验结构如图1所示。用一个自行搭建的连续波可调谐窄线宽2 μm掺铥光纤放大器泵浦一段4.4米长充有低压HBr气体的反共振空芯光纤，在空芯光纤内的HBr分子发生本征吸收跃迁，得到了4 μm波段R(2)和P(4)两条激光谱线输出，输出最大功率为125 mW，光光转换效率约为10%，实验结果如图2所示。
图2 （a）输出光谱图；（b）不同气压下4 μm输出功率随耦合的泵浦光功率的变化.
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