论文研究-基于液芯光纤的中红外拉曼激光光源 .pdf

液芯光纤是中红外拉曼激光光源的一种重要实现方式。相较于传统的石英光纤，在中红外波段具有更低的损耗特性，因此能够在中红外波段实现高效拉曼增益。液芯光纤是通过将具有特定折射率的液体填充入中空光纤的纤芯部分，从而形成一种特殊的光学介质。在本文中，研究团队选择了一种具有高拉曼增益系数、中红外透明的混合溶液，即四氯化碳和二硫化碳的混合物作为填充液体，从而搭建出了一个基于液芯光纤的集成结构。 具体地，实验使用了中心波长为1064nm的亚纳秒激光器作为泵浦源。这种泵浦源具有5kHz的重复频率和最大输出功率为55mW，能够有效激发拉曼散射。在实验中，通过改变泵浦激光的功率，研究人员观察到了多阶的拉曼斯托克斯（Stokes）信号的产生。通过这种方式，能够获得至少7阶的拉曼输出，其中可测得的最长波长为2.08μm，拉曼阈值低至0.3mW，这意味着只需要非常低的泵浦功率就能激发拉曼散射。 为了提高耦合效率，研究团队搭建了一种全光纤结构的液芯耦合装置。这种装置通过特殊的设计实现了大于90%的高耦合效率。在实验中，研究人员还观察到石英光纤产生的拉曼信号能够促进液芯光纤中受激拉曼散射（SRS）的产生，进一步提升了拉曼激光光源的输出效率。 中红外拉曼激光光源因为其独特的输出波长，被广泛应用于国防、生物医疗、通信、传感等多个领域。它们之所以成为这些领域关注的焦点，是由于它们能够提供特殊的光学特性，比如更好的穿透力、特定的吸收特性等，这使得它们在许多应用中成为不可或缺的技术。 非线性光学是光电子学与激光技术中的一个重要分支，它主要研究的是光与物质相互作用时非线性极化的物理过程及其应用。在这个领域中，拉曼散射作为一种重要的非线性效应，它的研究对于理解物质的分子振动和能级跃迁等微观行为具有重要意义。利用受激拉曼散射效应，可以将激光的波长转换到中红外区域，这为中红外激光光源的产生提供了理论和技术基础。 液芯光纤在中红外拉曼激光光源的实现中，解决了普通石英光纤在中红外波段损耗过大的问题。通过选择合适的填充溶液，液芯光纤可以在较宽的中红外区域实现拉曼增益，从而促进中红外激光光源的发展。 通过这项研究，可以看出液芯光纤中红外拉曼激光光源具有较高的输出功率和较低的拉曼阈值，同时耦合效率也很高。这表明液芯光纤在中红外波段拉曼激光光源的应用上具有很大的优势，有望在未来的相关领域中发挥重要作用。