[发明专利]一种远红外超连续谱的产生方法

说明书

本发明公开了一种远红外超连续谱的产生方法，利用脉冲式CO₂气体激光器发出的波长10.6 um的激光作为激励源，经过耦合器输入位于冷却装置内的碲基硫系玻璃光子晶体光纤，产生波长8~14 um的远红外超连续谱；碲基硫系玻璃光子晶体光纤为碲基硫系玻璃悬吊芯光纤，碲基硫系玻璃悬吊芯光纤包括悬吊芯和套设在悬吊芯上的套管，套管由硒基硫系玻璃制成，悬吊芯由碲基硫系玻璃制成，悬吊芯包括一体设置的外管和多片隔离层，多片隔离层位于外管的内部并沿外管的长度方向设置，多片隔离层交汇于外管的中心；本发明方法利用具有超高非线性参数的低损耗碲基硫系玻璃光子晶体光纤作为纤芯材料，用脉冲式CO₂气体激光器作为泵浦光，实现8~14 um远红外超连续谱的输出。

技术领域

本发明涉及激光光电子技术领域，具体是一种远红外超连续谱的产生方法。

背景技术

通常把太阳光透过大气层时透过率较高的光谱段称为大气窗口。大气窗口的光谱段主要有：近紫外、可见光和近红外波段（0.3~1.3 um，1.5~1.8 um），中红外波段（3.5~5.5um），远红外波段（8~14 um），微波波段（0.8~2.5 cm）。

目前利用固体激光器、半导体激光器、气体激光器等类型的激光器能够很容易地实现可见光和近红外波段的激光输出，可以应用于国防、工业、医疗等众多领域。位于大气窗口波长3.5~5.5 um的中红外波段和8~14 um的远红外波段的激光可用于红外追踪、干扰、搜索靶标导航以及光学遥感探测，对国家安全具有至关重要的意义。由于窄带半导体材料的匮乏等原因，目前在中远红外波长的高效率发射光源和激光器严重短缺。目前利用光学参量振荡法、差频振荡、量子级联激光器以及气体激光器能够实现小功率的3~5 um激光输出，而实现远红外波段（8~14 um）大气窗口激光的方法鲜有报道，较成熟且能广泛应用的只有单一波长（10.6 um）的CO₂气体激光器，无法覆盖整个远红外大气窗口。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种远红外超连续谱的产生方法，利用具有超高非线性参数的低损耗碲基硫系玻璃光子晶体光纤作为纤芯材料，用脉冲式CO₂气体激光器作为泵浦光，实现8~14 um远红外超连续谱的输出。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种远红外超连续谱的产生方法，利用脉冲式CO₂气体激光器发出的波长10.6 um的激光作为激励源，经过耦合器输入位于冷却装置内的碲基硫系玻璃光子晶体光纤，产生波长8~14 um的远红外超连续谱；所述的碲基硫系玻璃光子晶体光纤为碲基硫系玻璃悬吊芯光纤，所述的碲基硫系玻璃悬吊芯光纤包括悬吊芯和套设在所述的悬吊芯上的套管，所述的套管由硒基硫系玻璃制成，所述的悬吊芯由碲基硫系玻璃制成，所述的悬吊芯包括一体设置的外管和多片隔离层，所述的多片隔离层位于所述的外管的内部并沿所述的外管的长度方向设置，所述的多片隔离层交汇于所述的外管的中心。

所述的脉冲式CO₂气体激光器为风冷式小功率脉冲式CO₂气体激光器，其脉冲宽度小于150 ns，重复频率为20 Hz，单脉冲能量为60 mJ以上；所述的碲基硫系玻璃悬吊芯光纤的长度为20~50 cm，所述的碲基硫系玻璃悬吊芯光纤的直径为500~600 um，所述的悬吊芯的直径为8~10 um。