波长在3 μm附近的中红外激光波长，由于水对此波段的强吸收，而被认为是生物医学治疗组织的有效激光波长。但3 μm波长激光的缺点是硅光纤传输困难。使用105um芯径，数值孔径为0.12的硅光纤，对尖端加以处理后，可以传输2.8um波长的激光。
中红外激光治疗传输接头设计
Refer：Anwer, Atif & Ali, Syed Saad & Meriaudeau, Fabrice. (2016). Underwater online 3D mapping and scene reconstruction using low cost kinect RGB-D sensor. 1-6. 10.1109/ICIAS.2016.7824132.
上图是水分子在10nm-10mm波段间的吸收峰图。从该图中可以看到，近红外到中红外波段，在3um附近，水分子对于光能量有强烈的吸收，这可能和水分子的振转结构有关系。借助3um波段的水吸收特性，这个波段现在已经用于牙科手术中坚硬组织的蒸发，另外在整形外科临床应用中，此波段也常用作浅表层组织微区治疗。
这个波段常用的激光器，Er:YAG或Er:YSGG脉冲激光器发出的激光，常通过氟化物光纤或中空光子晶体光纤传输，关于这两种类型的光纤，详情见本公司网页的光纤类产品目录。作为使用范围较广的石英光纤，在此波段的传输效率却不太理想，一般认为，这个波长是石英材料吸收率较高的范围，意味着如果使用石英光纤直接传输3um波段，可能导致能量损耗率较高。下图是典型石英材料在150nm-5um波段的透射谱，可以看到在3um附件，石英的透射率显著降低。
出处：https://escooptics.com/blogs/news/the-benefits-of-fused-silica-quartz
一、 实现方法
介绍一种无透镜光纤端部振荡泵浦方案，让激光二极管光束从固体激光晶体边缘进入的方法称为“光纤尖端振荡”，其典型过程是通过准直透镜将光束转化为准直光束，准直透镜通过聚焦透镜聚焦在合适的光斑尺寸内，然后耦合到晶体边缘表面。这种方法需要足够的空间来安装透镜，需要固定透镜安装位置，以及优化泵浦激光器的汇聚光束形状，且这种方式明显的对激光效率会产生影响，但这却是比较常见的方案。
在一些激光二极管泵浦的固体微芯片激光器中，将几毫米大小的激光晶体放置在泵浦的LD附近，使芯片发出的激光束不受任何干涉地进入激光晶体并进行振荡。在这种无透镜耦合系统中，获得高效振荡的必要条件是使得泵浦光束在固体激光晶体中的传播与激光谐振光束直径的充分重叠。
使用掺杂铒30%和铬2%的YSGG晶体，配合NA值为0.22的芯径为100-200微米的石英光纤，可以实现上述的过程。
调整激励光束时，使用芯直径为105um NA0.22的光纤，这种类型光纤我们公司可以提供，它的最小光束直径和散射角都比有透镜的方案略小，对于边缘振荡而言，这是有利的特性。
将Er,Cr:YSGG晶体放在铜块基体中，使用铜块的目的是将热量快速导出，然后用导热材料填充在晶体和基体中间。使用的晶体尺寸在2毫米左右，两端镀镜面反射膜。光纤尖端和晶体表面的距离是需要调节的。这样的装置结构，在实际使用中也是极为不便的，所以应该把晶体和光纤组合成一个结构，封装到一起。
在光纤尖端组装晶体，晶体部分的散热措施影响着传输效率，当泵浦功率提高时，激光振荡输出达到饱和，导致晶体破裂。优异的结构设计，对防止激光振荡或局部温度升高时对固体激光器晶体造成损伤起着至关重要的作用。
这样的结构，可实现平均输出1w的功率，再在表面上固定黄铜手持柄或固定器，外套管和黄铜管间填充导热材料。
很明显，可以将放置在光纤尖端的激光头尺寸减小到与一般光纤连接器的插件尺寸相当的水平，对比透镜聚焦结构，这种结构的尺寸可控，节省空间。从材料上来看，采用石英光纤的优点是使用方便，并可根据需要通过中继光纤延长传输距离。直径在100um左右的光斑容易被晶体获得，因此可以试试我们的同种类的光纤，会有不错的效果。
（声明：本文部分图表参考自CNKI或SPIE数据库论文，期刊卷及DOI编号都已在引用部分标出；本公司可提供分布式光纤传感系统，配合各种工程实践研究，价格优惠，性能优异，如有需要，欢迎采购！）
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