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                        先進中紅外光纖激光器研究應用

                        一般來講小于2微米的光譜稱之為近紅外光譜,中紅外激光一般指2微米至5微米之間的光譜。

                        如何得到中紅外激光呢?手段多種多樣,用得比較多的有方式有:

                        1. 量子級聯激光器及帶間級聯激光器

                        2. 鉛鹽半導體激光 器及銻化鎵激光器。只能獲得低功率的中紅外激光。

                        3. 氣體激光器(CO,倍頻CO2激光器)。倍頻CO2激光器高功率有很大的優勢。

                           

                        在醫療領域,由于中紅外波段位于水分子的吸收峰,在醫學領域有廣闊應用空間。水分子在2μm和2.8μm附近有強中紅外吸收峰,因此利用工作波長在該波段的激光器可以用在醫學上的激光微治療和組織切除手術,當中紅外波段的激光作用在皮膚上時,其能量迅速被肌肉組織吸收,導致肌肉組織的迅速氣化分離和精密剝脫,具有作用深度淺且傷口愈合快的優勢。

                        在激光加工領域,2.0μm波段激光在塑料材料激光切割、焊接等應用領域有重要地位,塑料材料對從紫外到近紅外的激光基本是透明的,傳統的1μm波段激光不利用加工塑料材料,而大部分常見聚合物在波長包含2.0μm的中紅外波段有強烈的吸收帶,因此可以利用2.0μm波段的中紅外激光進行聚合物加工(如切割與焊接)等。

                        另外,中紅外波段包含3~5μm及8?12μm的大氣窗口及分子“指紋”區,具有廣泛的應用前景“指紋”區對應多數分子的特征吸收譜,因此可以利用中紅外激光來進行認證有機化合物、毒氣監測、疾病診斷等。圖為從可見光到中紅外波段的大氣透過率曲線,中紅外波段處于大氣透明窗口,此波段對大霧、煙塵等具有較高的透過能力,在空氣中傳輸時受分子散射小,因此中紅外脈沖激光可使用于激光測距、遠程遙感、無線通訊等方面應用。

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