近期，日本研究人員開發了一種波長為2.5至3.7 μm波長范圍內高度穩定的寬帶中紅外（MIR）光束光源，在測試中，由于其遠光束質量而保持了其全亮度，它支持基于光纖的環境監測系統的簡化。這個光源配置簡單，是MIR光纖傳感器的必要組件，可應用在工業和醫療領域。日本國立自然科學研究所（National Institutes of Natural Sciences）、國立融合科學研究所（National Institute for Fusion Science）和千田縣立大學（Akita Prefectural University）的研究小組展示了光源和傳感器技術。
由于其旋轉和振動狀態的電荷，MIR區域存在多個強分子吸收線譜。因此，MIR源有希望用于敏感的遠程監測系統中?；诠饫w的系統尤其如此（例如基于 MIR 吸收光譜的光纖傳感器）。這種器件顯示了其在氣體檢測（工業設置）和呼吸分析（醫療設置）的潛力。然而，要優化這種系統，這種器件需要能夠顯示寬帶頻譜和高光束質量的MIR光源。這項新工作展示了MIR中超寬帶放大的自發發射（ASE）源，滿足了這些研究人員迫切的需求。
中紅外ASE光源的實驗裝置
研究人員首先定制了一種利用氟化物玻璃與鉺的三價離子（Er）和鏑（Dy）共同摻雜的光纖。已完成的光纖啟用了簡單、低成本的ASE光源配置，二極管泵送來自元素能量傳輸。然后，研究人員對寬帶和中等功率的ASE光源（2.5至3.7 μm）做了實驗研究，以優化氟化物纖維的設計，同時考慮光纖長度、離子濃度、泵送配置和抽運等因素。研究人員報告，光源優良的光束質量也使外部光纖的耦合效率很高。除了工業和生命科學領域的應用，研究小組成員Hiyori Uehara表示，光源可以促進光纖器件的檢查。Uehara說，研究小組計劃進一步研究，旨在利用MIR光纖傳感器進行高度敏感的多種氣體檢測，目前這方面的工作正在進行中。
這項研究發表在Scientific Reports，論文鏈接為：https://www.nature.com/articles/s41598-021-84950-y。
延伸閱讀：
《光纖激光器技術及市場趨勢-2019版》
