基于高摻鍺光纖的中紅外光源研究.pdf

1、中紅外波段覆蓋了眾多原子和分子的特征吸收譜線，并且包含有空氣中極重要的大氣透明窗口，在光譜學(xué)、醫(yī)療和軍事等領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用。基于高摻鍺光纖的中紅外光源結(jié)合非線性光纖光學(xué)技術(shù)，具有溫度穩(wěn)定性好，使用壽命長，抗電磁干擾等優(yōu)點。本文以高濃度摻鍺光纖作為非線性介質(zhì)，研究其中紅外級聯(lián)拉曼光譜輸出，實現(xiàn)了中紅外超連續(xù)譜輸出。具體工作包括：
　　1.研究了2μm激光泵浦高濃度摻鍺石英光纖的級聯(lián)拉曼光譜。采用摻雜濃度為98mol.％的摻鍺石英光

2、纖為非線性介質(zhì)，利用光纖中以受激拉曼散射為主的非線性波長轉(zhuǎn)換效應(yīng)，分別在波長為1.95μm和2μm的脈沖激光泵浦下，獲得了三階斯托克斯峰波長分別為2.53μm和2.7μm的級聯(lián)拉曼光譜輸出。實驗過程中優(yōu)化了摻鍺石英光纖的長度，并針對空間泵浦光耦合部分采用在摻鍺石英光纖前端熔接小段單模光纖并對熔點進行多次放電的方法優(yōu)化，優(yōu)化后耦合效率從50%提高到60%左右，光纖可承受最大泵浦光功率從500mW提高到1200mW。2.7μm的中紅外光輸出

3、是目前利用摻鍺石英光纖得到的最長波長的拉曼光輸出。
　　2.研究了基于高濃度摻鍺石英光纖的中紅外超連續(xù)譜產(chǎn)生。利用波長為2μm的納秒脈沖摻銩光纖激光器泵浦摻雜濃度為75mol.%的摻鍺石英光纖，利用光纖中的受激拉曼散射效應(yīng)，以及自相位調(diào)制、交叉相位調(diào)制、四波混頻等非線性效應(yīng)，獲得了中紅外超連續(xù)譜輸出。實驗過程中通過優(yōu)化摻鍺石英光纖的長度，及在摻鍺石英光纖的輸入端熔接一截短的多模光纖以提高泵浦光的空間耦合效率和損毀閾值，最終在1.9