新型無隔離器2 μm 激光器

近日，瑞士科學家成功獲得2 μm波長的摻銩光纖激光器，此類型激光器通過簡單而且廉價的結構，便消除了對昂貴的隔離器和放大器的依賴。通過設計簡潔新奇的THETA諧振腔結構，使得光在光纖內能夠錯向傳輸，實現激光單向傳輸。此種方法不僅價格便宜，而且能夠獲得比同類激光器更高的輸出功率。

2 μm波長的激光器是其投入應用的關鍵技術。水中O—H鍵的第一振蕩頻率的吸收波長在1.92 ～1.94 μm 范圍，這使得2 μm波長技術能夠用于“無血”的激光手術，其中水分子在組織分血液中能夠縮小切口且快速凝固。大氣中 H2O、CO2以及NO2的多重吸收線也位于這個區域，給氣象學、環境科學以及農業科技帶來巨大的潛力。除此之外，在自由空間通信、材料加工以及光譜測量也有一定的應用。

目前，2 μm波長區域的其他光纖激光器昂貴且笨重，需要光隔離器才能實現光的單向傳輸。而瑞典洛桑聯邦理工學院的光子系統實驗室的電氣工程教授 Camille-Sophie Brès及其博士生 Svyatoslav Kharitonov，利用一個環形纖維空腔THETA諧振腔，在一個S形的反饋中引入了不可逆的損失。隔離器通常采用笨重的法拉第旋轉和一個45°正交偏振器來抑制光的后向傳輸，而THETA諧振腔通過間接地結構變實現了這種功能。

該設計在空腔中還包括了一個非線性放大鏡保證了發射光譜的窄線寬，在 1 900～2 050 nm波段范圍內，產生的激光束能維持子瓦級的輸出，同時線寬只有0.2 nm。研究人員表示將繼續優化激光器以實現高質量且穩定的激光輸出。