8/30/2023，光纖在線訊，光通信，光器件領(lǐng)域急需擴(kuò)展新的市場應(yīng)用機(jī)會，2微米左右的光波長很可能就是這樣的機(jī)會，比如現(xiàn)在許多公司都在進(jìn)入1653nm的甲烷氣體檢測領(lǐng)域。這個波長再向上，還有更多的機(jī)會，下文根據(jù)德國Lisa公司2010年的一篇技術(shù)文章進(jìn)行摘編，方便讀者了解這個領(lǐng)域的機(jī)會。

1.4µm以上的波長屬于人眼安全的波長，2µm波段也是。這個波長的激光系統(tǒng)在自由空間應(yīng)用中相比傳統(tǒng)短波長系統(tǒng)更具優(yōu)勢，因此在LIDAR，氣體檢測，空間光通信等領(lǐng)域更具應(yīng)用潛力。尤其2µm左右激光在水里有合適的吸收峰，特別適合于醫(yī)療應(yīng)用，可以讓激光在皮膚內(nèi)的穿透深度不超過幾百µm。生物組織的主要成分是水，對2µm激光的高吸收可以實現(xiàn)極小范圍的加熱，從而實現(xiàn)精密切割，迅速止血，是許多外科手術(shù)的最佳選擇。

  2微米激光可以用于外科手術(shù)的領(lǐng)域
2µm激光還非常適合監(jiān)視地球環(huán)境，可以直接用來測風(fēng)速，監(jiān)測水汽和二氧化碳濃度。對風(fēng)的監(jiān)測對于氣象預(yù)報非常有用，而水汽和二氧化碳監(jiān)測對于氣候預(yù)測，天氣預(yù)報，研究溫室氣體效應(yīng)都大有幫助。

2µm激光的另外一個潛在應(yīng)用領(lǐng)域在于塑料等材料的加工處理，尤其是對于透明塑料材料的焊接。許多塑料在2µm左右有很好的吸收，從而支持激光加工。此外，2µm激光的應(yīng)用領(lǐng)域還包括了FSO自由空間激光通信，戰(zhàn)場加密通信，爆炸物檢測，其他固體激光器的泵浦源等。

最初用于2µm激光器發(fā)生的主要有源材料是摻雜三價元素銩和鈥的晶體和玻璃光纖，摻銩材料尤其用于CW應(yīng)用，摻鈥材料的高增益更適合用于脈沖和調(diào)Q激光應(yīng)用。第一個2µm CW激光器在1965年誕生，采用77K溫度下的閃光泵浦結(jié)構(gòu)，YAG晶體。1975年，第一個脈沖的2µm激光器誕生。1988年后室溫下工作的2µm激光器也實現(xiàn)了。今天這個領(lǐng)域的供應(yīng)商包括了LISA，IPG等。下表給出了一些2µm激光器的成果，其中包括了基于玻璃光纖的2µm激光器。

銻化鎵(GsSb)材料的半導(dǎo)體激光器如今可以實現(xiàn)1.85微米到2.35微米的室溫運作�；�于半導(dǎo)體技術(shù)的2µm激光器具有更好的效率，輸出功率，光束質(zhì)量以及更長的壽命，因此近年來更多被用于商用系統(tǒng)。

中紅外半導(dǎo)體激光器的最早發(fā)展追溯到1963年I.MeIngailis基于InAS材料的試驗（3.1微米）。1985年，Caneau等第一次實現(xiàn)了基于GaInAsSb材料的2.2微米室溫工作激光器。但最初的中紅外半導(dǎo)體激光器輸出功率都不大。1992年，Choi等第一次采用量子阱結(jié)構(gòu)的GaSb材料實現(xiàn)了190mW輸出。2002年，Rattunde等采用p-side安裝的寬面積GaSb材料實現(xiàn)了輸出功率的更大提升，室溫下最高輸出達(dá)到了1.7W�；�于這一技術(shù)，實現(xiàn)了1cm寬Bar條，19個100微米寬發(fā)射器，1mm腔長的激光器陣列實現(xiàn)了10W2.3微米激光輸出。2006年，Rattunde等進(jìn)一步改善了銻化鎵半導(dǎo)體激光器的光束質(zhì)量。如今這一領(lǐng)域的工作已經(jīng)聚焦到如何開發(fā)適應(yīng)特定應(yīng)用的中紅外半導(dǎo)體激光器，比如改善光束的空間質(zhì)量。

原作者 Karsten Scholle, Samir Lamrini, Philipp Koopmann and Peter Fuhrberg，發(fā)表于2010年2月1日，作者單位 德國LISA公司 原文鏈接 https://www.intechopen.com/chapters/8446