基于二维材料调制的中红外脉冲光纤激光器的研究进展

3μm中红外波段脉冲光纤激光器在国防、军事、生物医疗、大气通信等领域有着广泛的应用前景。以石墨烯为代表的二维材料由于易于集成及实现全光纤化等无可比拟的优点而作为中红外波段可饱和吸收体备受关注。阐述了石墨烯、黑磷、拓扑绝缘体、过渡金属硫化物等二维材料的原子结构及光学特性,分析对比了这四类二维材料用于中红外脉冲光纤激光器的作用机理及特点,对国内外基于二维材料的中红外脉冲光纤激光器的研究进展进行了总结,并对未来基于二维材料的中红外脉冲光纤激光器的发展前景进行了展望。

4.2W高功率2.8μm氟化物光纤脉冲放大器

高功率、高能量中红外脉冲光纤激光源因其在生物医疗、材料加工、红外对抗等领域的重要应用前景,近年来受到国内外科研人员的广泛关注。2012年,日本京都大学Tokita等通过主动调Q方式使用掺铒氟化物光纤激光器输出了平均功率为12W的2.8μm脉冲激光;2015年,美国PolarOnyx公司Wan等利用类似方法实现了脉冲能量为201μJ的2.8μm脉冲激光,这是目前该波段光纤激光器的最高功率和能量水平。

15W高功率2.9μm中红外级联掺铒ZBLAN光纤激光器

中红外光纤激光光源在生物医疗、环境监测、材料加工、国防等领域有着重要的应用前景,近年来引起了国内外科研工作者的极大兴趣。2009年,日本京都大学Tokita等采用高浓度掺铒ZBLAN光纤实现了目前3μm波段最高功率的24 W激光输出。2011年,加拿大拉瓦尔大学Bernier等结合高浓度掺铒ZBLAN光纤和氟化物光纤光栅,实现了20.6 W 2.825μm的全光纤单模光纤激光输出。然而,高掺杂铒ZBLAN光纤导致抽运吸收过高而大幅产热,使激光系统需要引入额外特殊设计的冷却装置。

基于洛伦兹力的光纤电流传感器实验研究

提出了一个简单的基于洛伦兹力的方法来测量电流的光纤传感器。将两个铜载流导线被平行固定在绝缘的螺旋弹簧上，将两根光纤分别垂直固定在该载流导线上，载流导线通上电流时，导线间就会存在洛伦兹力的作用，从而引起弹簧变形，也就导致了光纤端面间距的变化。根据当前光谱的变化测得电流的大小及其变化。利用该实验装置对电流范围为1～5 A的电流进行了传感测量，时间响应大约为0.1 s，分辨灵敏度为10 nm/A。采用的弹簧的倔强系数K=0.1 N/m时，该装置的可测量程约为155 A。结果表明该装置简单易行并在较高电流环境中具有很好的应用价值。