中红外超连续谱激光器(1.0~4.6um/2um~10um)

中红外超连续谱激光器

----波长覆盖至10um、亚纳秒脉宽、高功率、光谱平坦性高

中红外光谱 (Mid-infrared ,MIR) 部分是一个非常令人着迷的激光波长频率区域，因为许多有机化合物的吸收带位于中红外光谱 (Mid-InfraRed ,MIR)波段，例如糖、脂质和蛋白质。

可以在检测皮肤时探测中红外光谱，用来区分恶性组织和良性组织，从而判断癌症 。 大气分子（例如 CO2 和 NOx）的吸收带同样位于光谱的这一部分，这使中红外光谱可以用于气体环境监测。

另外，TNT 等爆炸性材料的吸收带也处于中红外光谱中，使得其可以用于远程检测有害物质

中红外超连续谱激光是获得该波段光谱的有效方式之一，比起量子级联激光器需要在不同波长下工作的多个昂贵的 QCL 结合在一起

超连续谱源结合了具有高强度的宽带和空间相干源的所有特征，目前的技术可以使得波长至10um的超连续谱光源 成为可能

昊量光电提供多款中红外超连续谱激光器，波长覆盖至10um可调。

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应用案例一  

用于OCT光源，汽车漆面检测

在使用 OCT 对其油漆进行检测的应用中，中红外超连续谱光源使得OCT可以获得很宽的扫描范围，起到了重要作用。

使用基于中红外的超连续谱产品的OCT技术，识别出汽车漆面气泡的区域，以及不同深度 A、B 和 C 对应的 OCT 横截面视图和顶视图（正面）。

应用案例二 污染气体检测

作为欧盟地平线2020计划（ EC’s Horizon 2020 programme ）资助项目之一，TRIAGE （用于污染检测的超宽带红外气体传感器 (TRIAGE)）子项目中，为了开发高灵敏度和便携式空气污染检测系统，技术使用了此款中红外超宽带超连续谱源（MIR,1~10um) ，从而使得产品能够识别和量化几种对人类健康和环境有重大影响的重要空气污染物

参考论文

• Woyessa, K. Kwarkye, M. K. Dasa, C. R. Petersen,      R. Sidharthan, S. Chen, S. Yoo, and O. Bang, "Power stable 1.5–10.5 µm cascaded mid-infrared      supercontinuum laser without thulium amplifier," Opt.      Lett. 46(5), 1129–1132 (2021).

简介：

“功率稳定的 1.5–10.5 µm 级联中红外超连续谱激光器，无需铥放大器

文章展示了一种简单且功率稳定的 1.5–10.5 µm 级联中红外 3 MHz 超连续谱光纤激光器。 为了增加简单性和降低成本，光纤级联的设计得到了优化，因此不需要铥放大器。 尽管没有铥放大器的简单设计，我们展示了 86.6 mW 的高平均输出功率。 每天运行 8-9 小时的 7 天稳定性测量显示平均功率波动，标准偏差仅为 0.43%，波长 <10µm 的功率谱密度稳定性为 ±0.18dbm/nm。 高重复率、稳健且廉价的全光纤设计使该光源成为光谱学和成像应用的理想选择

• Kyei      Kwarkye, Mikkel Jensen, Manoj K. Dasa, Getinet Woyessa, Deepak Jain,      Patrick Bowen, Peter M. Moselund, Raghuraman Sidharthan, Shaoxiang Chen,      Seongwoo Yoo, Christian R. Petersen, and Ole Bang, "Influence of pulse duration and repetition rate on      mid-infrared cascaded supercontinuum," Opt. Lett. 45,      5161-5164 (2020).

简介

脉宽和重复率对中红外级联超连续谱的影响

论文通过改变脉冲持续时间（35 ps，1 ns、3 ns）和重复率（100、500、1000 kHz）。 该系统的特征在于掺铒镱内置放大器 SCG 级、铥/锗功率再分配级和无源 ZBLAN 光纤级的输出。 在这样做时，我们证明了后期阶段的输出主要取决于内置放大器阶段，并将其与调制不稳定性的发生联系起来。

• Kwarkye,      K., Jensen, M., Engelsholm, R.D. et al. "In-amplifier and cascaded mid-infrared      supercontinuum sources with low noise through gain-induced soliton      spectral alignment". Sci Rep 10, 8230      (2020). 

简介

内置放大器和级联中红外超连续谱源，通过增益诱导孤子光谱对准实现低噪声

近红外 (near-IR) 放大器内超连续谱 (SC) 源和中红外级联 SC 源的脉冲到脉冲相对强度噪声 (RIN) 已通过实验和数值研究得到显着降低的噪声，原因是 增益引起的孤子谱对准的基本效应。 中红外 SC 源基于近红外内置放大器 SC 泵浦掺铥和 ZBLAN 光纤的级联。 我们证明了活性掺铥光纤不仅扩展了光谱，而且在 2μm 以上的长波长区域显着降低了 RIN 高达 22%。 通过数值模拟，我们证明降噪是吸收-发射过程与导致孤子-光谱对准的非线性孤子动力学之间相互作用的结果。 以同样的方式，我们表明近红外内置放大器 SC 源的 RIN 已经显着降低，因为光谱展宽发生在同时引入孤子光谱对准的有源光纤中。 我们进一步表明，低噪声特性被转移到随后的氟化物 SC，其在 1.1-3.6μm（1.4-3.0μm）的广泛区域中具有低于 10％（5％）的 RIN。 所证明的低噪声显着提高了这些宽带源在中红外成像和光谱学中的适用性。

• Christian      R. Petersen, Mikkel B. Lotz, Getinet Woyessa, Amar N. Ghosh, Thibaut      Sylvestre, Laurent Brilland, Johann Troles, Mogens H. Jakobsen, Rafael      Taboryski, and Ole Bang, "Nanoimprinting and tapering of chalcogenide photonic      crystal fibers for cascaded supercontinuum generation,"      Opt. Lett. 44, 5505-5508 (2019)

简介

用于级联超连续谱生成的硫族化物光子晶体纤维的纳米压印和锥化

通过硫族化物光子晶体光纤 (PCF) 的抗反射 (AR) 纳米压印和锥形化证明改进的长波传输和超连续谱 (SC) 生成。 使用范围从 1 到 4.2 μm 的 SC 源输入，通过在光纤的输入和输出面上对 AR 结构进行纳米压印，15 μm 纤芯直径 PCF 的总传输率从～53% 提高到～74%。 通过减少反射和光谱红移至 5 μm 的综合作用，同一光纤中 >3.5⟩⟩ 光的相对透射率增加了 60.2%。 使用锥形光纤可将光谱进一步扩展至 8 μm。 使用不同的锥形参数和脉冲重复率研究了光谱展宽动力学和输出功率。

• A. I.      Adamu, Md. S. Habib, C. R. Petersen, J. E. Antonio-Lopez, A. Schülzgen, R.      Amezcua-Correa, O. Bang, C. Markos, "Deep-UV to mid-IR supercontinuum generation driven      by mid-IR ultrashort pulses in a gas-filLED fiber",      arXiv:1805.03118.

由充气空心光纤中的中红外超短脉冲驱动的深紫外到中红外超连续谱生成

基于超短脉冲压缩的超连续谱 (SC) 生成构成了用于光谱学和显微镜等应用的超宽带宽、高亮度和空间相干光源的很有前途的技术之一。 在这里，据报道，在充气空心反共振光纤 (HC-ARF) 中产生多倍频程 SC，范围从深紫外 (DUV) 的 200nm 到中红外 (mid-IR) 的 4000nm，具有 5μJ的输出能量。 这是通过在反共振传输窗口（2460nm）的中心波长处泵浦~100fs 脉冲和~8μJ 的注入脉冲能量获得的。 特殊光谱展宽背后的机制依赖于强烈的孤子等离子体非线性动力学，这导致了 DUV 区域中有效的孤子自压缩和相位匹配色散波 (DW) 发射。 在 275nm 处观察到很强的 DW，这对应于泵的计算相位匹配波长。 此外，研究了改变泵脉冲能量和气体压力对非线性动力学的影响及其对 SC 产生的直接影响。 这项工作代表了向基于充气光纤的相干光源迈出的又一步，这将对从 DUV 到中红外的应用产生重大影响。

• C. R.      Petersen, P. M. Moselund, L. Huot, L. Hooper, O. Bang, "Towards a table-top synchrotron based on      supercontinuum generation", Infrared Physics &      Technology 91, 182-186 (2018).

简介:

近期，出现了中远红外 (MIR) 的大功率宽带超连续谱 (SC)光源，可媲美替换传统中红外辐射源。 在这里，将这些 IR SC 源的亮度与同步加速器 IR 光束线和 SiC 热发射器 (Globars) 的亮度进行了比较。 据发现，此款中红外超连续谱光源可以达到10.6µm 波长(23500px−1)，且功率为同级别数倍。 这意味着这些光源现在几乎可以覆盖红外光谱和显微镜中经常使用的所有 800–125000px−1 光谱 (2–12.5µm)。 为了证明适用性，这种 中红外超连续谱光源 被实验用于 3500 至 32500px-1 的高散射过滤膜的透射光谱，以及 38450px-1 的结肠组织的透射显微镜。

• C. R.      Petersen, R. D. Engelsholm, C. Markos, L. Brilland, C. Caillaud, J.      Trolès, “Increased mid-infrared supercontinuum bandwidth and      average power by tapering large-mode-area chalcogenide photonic crystal      fibers”, Optics Express 25, 15336-15348 (2017).

简介

通过锥化大模场面积硫族化物光子晶体光纤增加中红外超连续谱激光器的带宽和平均功率

基于硫族化物光纤的中红外超连续谱源的光谱带宽和平均输出功率之间的权衡是该技术实际应用的主要挑战之一。 在本文中，我们通过大模场面积硫族化物光子晶体光纤的锥化来应对这一挑战。 与之前报道的阶跃折射率光纤锥度相比，光子晶体光纤结构确保了单模传播，从而提高了光束质量并减少了由于高阶模式剥离而导致的锥度损耗。 通过使用 MHz 光学参数生成源以 4 μm 泵浦锥形光纤，并选择适当长度的非锥形光纤段，可以针对 1 至 11.5 μm 的高宽带宽和平均输出功率为 35.4 mW 的输出定制输出，或者 高输出功率为 57.3 mW，涵盖 1 至 8 μm 的光谱。

特点：

• 多波段覆盖：0.4um - 2.4 um ,0.8 um - 4.8 um , 2 um - 9 um 

• 从 700 到 9500 nm 的广谱

• 空间单模

• 大功率

• 使用寿命长

• 光谱平坦性高

• 免维护

应用：

• 光谱学

• 化学指纹

• 计量学

• 高分辨率成像

• 多物种光谱学

• 光学相干断层扫描

• 显微光谱

• 光纤和波导表征

中红外宽带灯光源

IL1 卤素光源 (350-4000nm)

IL1 标配 100W 卤素灯，包括一个石英聚光透镜，选项包括 150/250W 卤素灯、CaF2 聚光透镜（可将上部波长从 2500 纳米扩展到 4000 纳米）以及全封闭型号。

石英钨卤素灯比任何其他光源具有无与伦比的稳定性，并且应始终在其在感兴趣的波长范围内提供足够输出的地方使用。

参数：

其他选项：

光谱分布曲线：

IL8 氮化硅红外光源 (1-30µm)

IL8 提供深入红外光谱区域的宽带辐射。

IL8 配备了工作温度为 1250K 且具有高发射率的 40W 氮化硅发射器，包括一个 KRS5 聚光镜。

规格参数：

光谱分布图：

ILD-QH-IR 卤素-氮化硅光源 (350nm-30µm)

ILD-QH-IR 是一款宽带光源，适用于整个可见光到远红外区域。

配备了100W 卤素灯和 40W 氮化硅红外光源，可在两者之间自动选择，CaF2 聚光透镜 (QTH) 和离轴椭圆反射镜 (SiN) 可确保高效耦合。

规格参数：

其他选项：

光谱分布图：