1. 首页
  2. 学术动态
  3. 博采百家
  4. AdvancedScienceNews

中远红外光纤材料关键技术突破-Te基硫系光纤及其中远红外超连续谱输出

    超连续谱(SC)是指窄带脉冲在非线性光学介质中经过一系列非线性效应与色散的共同作用使得脉冲频谱得到极大展宽的一种光谱。现已知道,2-16 μm的中红外连续波段覆盖了很多生物分子的指纹区,而且大气温室气体荧光光谱也位于该波段当中。因此,这一波段的相干光源在航天、生物医学、中红外传感、物种识别、污染物监测等诸多前沿的技术领域具有重要的应用前景。


中远红外光纤材料关键技术突破-Te基硫系光纤及其中远红外超连续谱输出


    常见的石英玻璃材料在中红外区域较强的多声子吸收效应限制了其SC谱向中红外波段的扩展。而硫系玻璃光纤不仅能透过中红外和远红外波段,而且非线性系数极高,是目前唯一可产生覆盖中红外到远红外波段的高非线性光纤。硫系玻璃中以Te基玻璃的红外透过范围最宽,但目前Te基玻璃及光纤普遍存在机械强度差、易析晶、光纤制备难度大等问题;此外硫系玻璃光纤传统制备方法中套管法无法消除界面缺陷,双坩埚法仅适应热稳定性好的As-S(Se)玻璃组分。这些问题阻碍了红外硫系玻璃光纤的发展和进一步实际应用。

    基于以上问题,宁波大学王训四研究员课题组在以往工作基础上,发现一种以新型Te基硫系玻璃为主的组分:(Ge10Te43)90-AgI10、(Ge10Te40)90-AgI10、Ge10Sb10Se80玻璃分别作为纤芯、内包层和外包层材料。通过对原料和玻璃多次提纯,并采用改进的挤压方法,制备出纤芯直径为20 μm的新型双包层Te基硫系光纤。该光纤玻璃的透过光谱范围为2-25 μm,在11 μm处损耗约为6 dB/m。采用工作波长为7 μm、脉宽为150 fs,频率为1 kHzOPA激光抽运获得了强度动态范围为±40 dB、覆盖2-16 μm的中远红外SC谱输出,是目前国际上已报道的最宽SC谱输出。

    综上所述,该Ge-Te-AgI硫系玻璃材料具有绿色环保、红外透过谱最宽、三阶非线性极高等优点。更重要的是,与传统套管法制备光纤技术相比,光纤挤压制备技术可以获得良好的芯包界面,也比双坩埚法更适应差热稳定性的硫系玻璃。首次制备出环境友好、双包层结构的单模Te基中远红外硫系玻璃光纤,该光纤获得了超宽中远红外(2-16µmSC谱输出。该研究成果为未来全红外生物光谱和温室气体检测提供了一种新的宽谱红外相干光源方案,点燃了红外Te基硫系玻璃光纤成为新一代超高非线性应用材料的希望。

    

    相关文章发表在Laser & Photonics Reviews [11,1700005 (2017)](DOI : 10.1002/lpor.201700005)上,并被选为当期的内封面文章(DOI: 10.1002/lpor.201770023), 作者顺序为:Zheming Zhao, Bo Wu, Xunsi Wang*, Zhanghao Pan, Zijun Liu, Peiqing Zhang,Xiang Shen, Qiuhua Nie, Shixun Dai*, Rongping Wang*。


本站非明确注明的内容,皆来自转载,本文观点不代表清新电源立场。

发表评论

登录后才能评论

联系我们

0755-86936171

有事找我:点击这里给我发消息

邮件:zhangzhexu@v-suan.com

工作时间:周一至周五,9:30-18:30,节假日休息

QR code