在光谱学中,中红外区域覆盖了绝大多数气体分子的基带吸收线,比如3~4μm波段的C-H键,4μm以上的碳氧化物气体(CO在4.4~4.9μm,CO2在4.2μm)等,可广泛应用于大气环境和气体监测。3~5μm与大气低损耗窗口重叠,可被应用于激光遥感。基于软玻璃光纤(氟化物、硫化物)的超连续谱工作波段在3~5μm,且具有良好的空间相干性,是理想的宽谱光源。
除此之外,超连续谱拓展至4.5μm以上不仅仅被用于直接的光产生,也被作为泵浦源在零色散波长附近泵浦硫化物光纤,将超连续谱进一步向长波边拓展。
与基于氟化锆光纤的超连续谱长波边被局限在4.75μm左右相比,氟化铟光纤具有更低的声子能量,透光窗口长波边比氟化锆光纤拓展了1μm,可以将超连续谱向长波边进一步拓展,氟化铟光纤产生超连续谱研究方面配合国内各研究组做了许多调研和实验。本文主要介绍拉瓦尔大学基于氟化铟光纤,拥有2.4~5.4μm谱宽的超连续谱。
系统结构如下图所示:2.75μm,脉宽400ps的OPG作为信号源,970nm多模泵浦激光器和2.75μm信号光通过二向色镜合光后经透镜耦合进入掺铒双包层ZBLAN光纤,铒离子吸收泵浦光后受激跃迁对2.75μm光作功率放大,随后掺铒ZBLAN光纤与低损耗的氟化铟光纤(1m、15m、31m)熔接,放大后的2.75μm光泵浦氟化铟光纤通过光纤中复杂的非线性过程产生输出光谱的展宽。