近期,日本研究人员开发了一种波长为2.5至3.7 μm波长范围内高度稳定的宽带中红外(MIR)光束光源,在测试中,由于其远光束质量而保持了其全亮度,它支持基于光纤的环境监测系统的简化。这个光源配置简单,是MIR光纤传感器的必要组件,可应用在工业和医疗领域。日本国立自然科学研究所(National Institutes of Natural Sciences)、国立融合科学研究所(National Institute for Fusion Science)和千田县立大学(Akita Prefectural University)的研究小组展示了光源和传感器技术。
由于其旋转和振动状态的电荷,MIR区域存在多个强分子吸收线谱。因此,MIR源有希望用于敏感的远程监测系统中。基于光纤的系统尤其如此(例如基于 MIR 吸收光谱的光纤传感器)。这种器件显示了其在气体检测(工业设置)和呼吸分析(医疗设置)的潜力。然而,要优化这种系统,这种器件需要能够显示宽带频谱和高光束质量的MIR光源。这项新工作展示了MIR中超宽带放大的自发发射(ASE)源,满足了这些研究人员迫切的需求。
中红外ASE光源的实验装置
研究人员首先定制了一种利用氟化物玻璃与铒的三价离子(Er)和镝(Dy)共同掺杂的光纤。已完成的光纤启用了简单、低成本的ASE光源配置,二极管泵送来自元素能量传输。然后,研究人员对宽带和中等功率的ASE光源(2.5至3.7 μm)做了实验研究,以优化氟化物纤维的设计,同时考虑光纤长度、离子浓度、泵送配置和抽运等因素。研究人员报告,光源优良的光束质量也使外部光纤的耦合效率很高。除了工业和生命科学领域的应用,研究小组成员Hiyori Uehara表示,光源可以促进光纤器件的检查。Uehara说,研究小组计划进一步研究,旨在利用MIR光纤传感器进行高度敏感的多种气体检测,目前这方面的工作正在进行中。
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原文标题:日本研究者开发宽带中红外光源,促进光纤传感技术的发展
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