Uma equipe de pesquisa do National Institutes of Natural Sciences, O National Institute for Fusion Science e a Akita Prefectural University demonstraram com sucesso uma fonte de infravermelho médio (MIR) de banda larga com uma configuração simples. Esta fonte de luz gera um feixe MIR de banda larga altamente estável na faixa de comprimento de onda de 2,5-3,7 μm, mantendo o brilho devido à sua qualidade de feixe alto. Essa fonte MIR de banda larga facilita um sistema de monitoramento ambiental simplificado, construindo um sensor de fibra óptica MIR, que tem potencial para aplicações industriais e médicas.

Na região do comprimento de onda MIR, existem muitas linhas de absorção fortes de moléculas devido à mudança de seus estados rotacional e vibracional. Portanto, usando fontes MIR, temos oportunidades promissoras para desenvolver sistemas sensíveis de monitoramento remoto de uso prático. Em particular, um sensor de fibra óptica baseado em espectroscopia de absorção MIR tem grande potencial como o dispositivo de detecção de gás de próxima geração, por exemplo., para um monitor de gases de escape em uma planta industrial, análise da respiração para fins médicos, e outros usos. Contudo, existe a questão remanescente da ausência de uma fonte MIR adequada exibindo espectro de banda larga e alta qualidade de feixe. Nesse trabalho, a equipe de pesquisa demonstrou uma fonte de emissão espontânea amplificada (ASE) de banda ultralarga na região MIR, que atende aos requisitos para o desenvolvimento do sensor de fibra óptica.

A fim de obter a emissão MIR, a equipe de pesquisa desenvolveu fibra óptica feita de vidro de fluoreto co-dopado com íons trivalentes de Er (o número atômico 68) e Dy (66). Esta fibra permite uma configuração simples e de baixo custo da fonte de luz ASE com bombeamento de diodo (Fig. 1) por meio da transferência de energia de Er ^ 3 + para Dy ^ 3 +. Uma fonte de luz ASE de banda larga e potência moderada de comprimento de onda de 2,5-3,7 μm (Fig. 2) foi experimentalmente investigada para o projeto ideal de fibra de fluoreto em termos de concentração de íons, comprimento da fibra, configuração de bombeamento, e potência de bombeamento. Além disso, esta fonte de luz exibe excelente qualidade de feixe, resultando em alta eficiência de acoplamento com uma fibra óptica externa.

O professor assistente Hiyori Uehara diz:"Nossa nova fonte de luz pode facilitar um dispositivo sensor de fibra óptica MIR simplificado para várias aplicações práticas. Por exemplo, um sistema de monitoramento ambiental na planta industrial, detecção de afastamento de objetos perigosos, diagnóstico de doenças pela análise da respiração, inspeção de dispositivos de fibra óptica, e outros. Uma pesquisa detalhada em andamento demonstrando a detecção de múltiplos gases altamente sensível usando um sensor de fibra MIR será realizada e relatada em um futuro próximo. "