[发明专利]一种掺铒氟化铟基玻璃光纤在实现3.3μm波段激光输出方面的应用

说明书

本发明公开了一种掺铒氟化铟基玻璃光纤在实现3.3μm波段激光输出方面的应用，属于中红外波段光纤激光器技术领域，具体是利用受激辐射跃迁过程Er³⁺：⁴S_3/2→⁴F_9/2提供增益实现～3.3μm波段激光输出；利用棒管法制备掺铒氟化铟基玻璃光纤，氟化铟基玻璃具有较低的声子能量，用工作波长为980nm的激光器泵浦掺铒氟化铟基玻璃光纤即可获得高效的3.3μm波段发光。氟化铟基玻璃具有较低的声子能量，有利于抑制多声子无辐射弛豫过程，提高中红外波段发光效率。利用掺铒氟化铟基玻璃光纤作为增益介质，单一980nm激光器作为泵浦源，可研制高效率3.3μm波段激光器。

技术领域

本发明属于中红外波段光纤激光器技术领域，具体涉及一种掺铒氟化铟基玻璃光纤在实现3.3μm波段激光输出方面的应用。

背景技术

中红外波段光纤激光器在基础科学研究、环境监测、国防和安全等领域有着广泛的应用。其中，3.3μm波段覆盖了HCl、CH₄、和C₂H₆等气体的特征吸收谱线，使得该波段的激光在天然气管道泄漏，油田开采，甲烷气体探测等领域有着广泛的应用。另外，该波段的激光对于烟尘有较强的穿透能力，传输时受到小颗粒悬浮物散射以及气体分子吸收较小，使得其在大气通信、激光测距和远程遥感等方面也有着重要的应用前景。

稀土离子掺杂光纤激光器是获得中红外波段光纤激光输出的重要手段之一。目前利用Er³⁺掺杂ZBLAN光纤作为增益介质，利用受激辐射跃迁过程Er³⁺：⁴F_9/2→⁴I_9/2提供增益，可获得调谐范围覆盖3.2～3.9μm的连续激光输出；利用Dy³⁺掺杂ZBLAN光纤作为增益介质，利用受激辐射跃迁过程Dy³⁺：⁴H_13/2→⁴H_15/2提供增益，可获得调谐范围覆盖2.8～3.4μm的连续激光输出。但是3.3μm位于上述两种增益谱的带边，相应增益值较小，难以实现高效率的3.3μm激光输出。

为了解决上述问题，需要探索一种实现高效率3.3μm发光的方法及相应的增益光纤。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种掺铒氟化铟基玻璃光纤在实现3.3μm波段激光输出方面的应用，具体是利用受激辐射跃迁过程Er³⁺：⁴S_3/2→⁴F_9/2提供增益实现～3.3μm波段激光输出；利用棒管法制备掺铒氟化铟基玻璃光纤，氟化铟基玻璃具有较低的声子能量，用工作波长为980nm的激光器泵浦掺铒氟化铟基玻璃光纤即可获得高效的3.3μm波段发光。

本发明通过如下技术方案实现：