中红外氟铟基玻璃及光纤激光器最新研究进展（特邀）

Abstract

3~5 μm波段包含了大气的传输窗口和许多气体分子的吸收带，因而3~5 μm中红外光纤激光器在大气遥感、生物医学、材料加工等领域具有广阔的应用前景。近年来，中红外光纤激光器的输出波长不断向长波长扩展，而实现中红外光纤激光输出的关键在于增益光纤材料的选择。氟铟基玻璃具有较宽的中红外透过窗口和较低的声子能量，因而氟铟基玻璃可以作为增益光纤材料应用于中红外光纤激光器领域。文中综述了从20世纪80年代至今，稀土离子掺杂氟铟基玻璃及氟铟基光纤激光器的代表性研究成果，回顾了氟铟基玻璃组分和玻璃结构的研究历程，介绍了氟铟基光纤的制备工艺，简述了稀土离子掺杂氟铟基玻璃和稀土离子掺杂氟铟基光纤激光器的最新研究进展。2018年，加拿大拉瓦尔大学的Maes等人利用Ho3+掺杂氟铟基光纤作为增益介质，在中红外光纤激光器研究领域取得突破性进展，在室温下获得了输出功率接近200 mW的3.92 μm光纤激光输出。最近，利用1150 nm激光作为泵浦源以及自研的Ho3+/Pr3+共掺杂氟铟基光纤作为增益介质，实现了~2.9 μm波段中红外光纤激光输出，其最大输出功率为1.075 W，相应斜率效率为17.6%。未来，通过制备双包层氟铟基光纤和氟铟基光纤光栅，有望搭建全光纤化中红外光纤激光器，实现更高功率的3~4 μm波段中红外光纤激光输出。