研究目的
研究采用商用1.55微米脉冲光纤激光器直接泵浦的级联石英-ZBLAN-硫系光纤系统中的中红外超连续谱产生。
研究成果
该研究成功展示了一种基于光纤的宽带超连续谱光源，通过直接采用紧凑型1550纳米脉冲光纤激光器泵浦级联ZBLAN-硫系光学纤维，实现了2至10微米波段、16毫瓦输出功率的覆盖。数值模拟与实验结果高度吻合，为光谱展宽机制提供了深入见解。优化建议包括：使用更短的ZBLAN光纤和更小芯径的硫系微结构光纤，探索全光纤滤波系统，以及研究碲玻璃光纤以实现进一步的光谱扩展。
研究不足
该研究的局限性在于所使用光纤的传输窗口，尤其是硫系光纤的传输窗口在接近10微米处终止。该系统还因自由空间光学元件和耦合效率低下而产生显著损耗。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用级联二氧化硅-ZBLAN-硫系玻璃光纤系统，由脉冲光纤激光器泵浦。研究方法包括使用广义非线性薛定谔方程（GNLSE）结合自适应步长法进行非线性脉冲传输模拟。
2：样本选择与数据来源：
该系统由三种商用光纤组成：20厘米长的单模二氧化硅光纤（SMF-28）、25米长的ZBLAN光纤和9米长的硫系玻璃光子晶体光纤。
3：8）、25米长的ZBLAN光纤和9米长的硫系玻璃光子晶体光纤。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：紧凑型脉冲光纤激光器（90×70×15毫米3），输出100千赫兹重复频率、中心波长1550.6纳米的460皮秒脉宽脉冲序列；高数值孔径非球面透镜；中红外长通滤光片（LPF）；包含单色仪（ORIEL 7240）和高灵敏度碲镉汞探测器的中红外光谱仪。
4：6纳米的460皮秒脉宽脉冲序列；高数值孔径非球面透镜；中红外长通滤光片（LPF）；包含单色仪（ORIEL 7240）和高灵敏度碲镉汞探测器的中红外光谱仪。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：通过高数值孔径非球面透镜实现各光纤间光耦合。在ZBLAN光纤与硫系玻璃光纤间设置中红外长通滤光片（LPF）以滤除1.9微米以下波长。利用中红外光谱仪记录生成的超连续谱。
5：9微米以下波长。利用中红外光谱仪记录生成的超连续谱。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：采用广义非线性薛定谔方程（GNLSE）模拟非线性脉冲传输，并结合自适应步长的分步傅里叶法（SSFM）进行数值求解。
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pulsed fiber laser
Pumping the cascaded fiber system
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single-mode silica fiber
SMF-28
Initial nonlinear modulation instability stage
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ZBLAN fiber
Le Verre Fluoré
Second stage of the cascaded fiber system for spectral broadening
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chalcogenide-glass photonic crystal fiber
Final stage of the cascaded fiber system for extending the spectrum to the mid-IR
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mid-IR long pass filter
Rejecting wavelengths below 1.9 μm to prevent two-photon absorption and optical damage in the chalcogenide fiber
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mid-IR optical spectrometer
ORIEL 7240
Recording the generated SC spectra
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Hg-Cd-Te detector
Detecting the mid-IR spectra
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