江苏激光联盟导读：据《Nature Communications》 道，来自洛桑联邦理工学院的研究人员，开了了一个标准的激光和光子芯片所组成，使用中红外的光源来探测温室效应的气体和其他气体。这一团队使用一个商业的光纤激光器并将其整合进一个波导的芯片中来可靠的产生波长在中红外波段的光波。可以方便的携带至野外进行作业。

一个来自洛桑联邦理工学院所研发的系统，由一个标准的激光和光子芯片所组成，使用中红外的光源来探测温室效应的气体和其他气体。这一团队使用一个商业的光纤激光器并将其整合进一个波导的芯片中来可靠的产生波长在中红外波段的光波。

图解:来自洛桑联邦理工学院的研究人员提出一个新的中红外光源，该光源可以探测温室效应的气体和其他气体以及人们呼吸的分子等

光纤激光会发射出一定波长范围内的激光。激光束直接通过一个直径大约为1 μm (0.001 mm)和在长度上只有二分之一毫米的光波导来穿过。光波导管可以在光通过的时候改变光的频率。研究人员对系统的关键部位的设计进行了优化，包括光波导管的形状和材质以及原始激光源的波长等，来发展一个系统以实现简单且有效和结构坚固结实。研究团队可以通过调节光波导管的形状来调节光的波长。

这一交钥匙的，高效的且结构紧凑的中红外光源提供了足够有效的功率水平来用于光谱学的应用场合。作为对概念的验证，研究团队使用研发的系统进行了探测乙炔，这是一个无色和高度易燃的的且可以被光谱吸收的一类气体。

图解：图中的人物分别为： 从左到右排列: Eirini Tagkoudi, Camille Brès和 Davide Grassani。

这一系统产生的激光位于中红外光谱的范围内，可以保留原始信号强度的30%。在实验中，团队展示了光波导管泵浦在一个2-μm fs光纤激光中可以达到的光谱范围区域在3-到 4-μm的范围，高达35%的功率转换效率和mW水平的输出功率。

这一装置在效率上为我们设置了一个新的基准，Davide Grassani说到，这是第一次任何人可以创造出一个完全集成的光谱学激光光源。这一设备的问世使得我们不再需要费心的来排列传统激光系统中的所有的部件

图解： a 实验方案的设置 . HWP： 半波片, QWP： 四分之一波片, M ：镜片, MMF：多模光纤.左边插入的图片是芯片和输入的耦合镜片, 而右边的图片则是输出的光波导片，该光波导片取自顶部的相机 。两个照片均取自同一泵浦的状态 . b 输入和输出的光谱在功率为13.6?mW平均功率且耦合在1100 nm宽度的光波导时所得到的实验结果（阴影部分）和数值模拟（固态线和点线）的结果 . 光谱 (c) 和时域 (d) 泵浦脉冲的演化 (dB 尺度) 在输入的脉冲为110?fs，波长为 2090?nm，且频率啁啾 C?=??1000?fs2/2π。

直到今天，IR激光系统一直存在应用时有传输困难的问题，这是因为他们包括复杂的，易受损的硬件。目前这一先进的进展将使得额外的微型化的中红外技术——波长的范围为科学家以前很少进行工作的范围。一旦研究人员进一步的发展这一系统，我们将会看到在芯片上集成的探测器可以让科学家非常容易的携带至野外进行使用。

这一研究成果发表在顶刊《Nature Communications》上。