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采用高效光纤激光驱动的光子芯片超连续谱进行中红外气体光谱分析
摘要： 通过基于即插即用光纤激光器的超连续谱生成过程直接获取中红外分子官能团光谱区域，具有无可否认的简便性和鲁棒性优势。近期对氮化硅(Si3N4)波导中以电信波长泵浦的中红外色散波相干性的评估，为基于此类紧凑系统实现中红外频率梳生成奠定了重要基础。然而其光谱覆盖范围和转换效率仍不足以满足实际应用需求。我们通过实验证明：采用2微米飞秒光纤激光器泵浦的大截面Si3N4波导，可触及3-4微米关键光谱分析区域，实现高达35%的功率转换效率及毫瓦级输出功率。作为原理验证，我们利用该光源通过吸收光谱法检测乙炔(C2H2)。这一成果使此类光源成为适用于紧凑型芯片集成光谱分析与传感应用的理想候选方案。
关键词： 中红外、光子芯片、气体光谱学、超连续谱产生、光纤激光器
更新于2025-11-28 14:23:57
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非相干增益辅助环形增强气体吸收光谱技术
摘要： 提出了一种新型非相干增益辅助环形增强光谱技术，克服了精密光学对准和高反射率介质镜的需求。该技术利用低于激光阈值的增益介质提升环形腔精细度，从而增加相互作用长度。研究对比了两种配置方案：第一种为双耦合环结构（光源置于环外、增益介质置于环内），第二种为单耦合谐振腔结构（增益介质兼作光源）。通过解析和实验方法研究了不同系统参数下的两种配置。实验采用90/10分光比，在半导体光放大器（SOA）的放大自发辐射作为宽带光源、另一SOA作为增益介质的条件下，测量了1540纳米波长附近乙炔（C2H2）气体的吸收特性。使用70皮米分辨率测得环形腔输出光谱，发现相比气体池直接吸收，双耦合环与单耦合谐振腔的相互作用长度分别提升了9.35倍和44倍。
关键词： 气体光谱学、有效长度增强、光纤传感器、精细度增强、非相干宽带腔增强吸收光谱（IBBCEAS）、有源光纤腔
更新于2025-09-23 15:23:52