Intracavity absorption spectroscopy with Er3+-doped fiber lasers

Abstract

Espectroscopia de absorção de intracavidade com um laser de banda larga de fibra dopada com Er3+ é aplicada para medidas resolvidas no tempo de moléculas de CO2 revelando informações quantitativas sobre a concentração do gás exalado na respiração humana. A gama espectral das medições estende-se de 1.52 μm – 1.61 μm através da deslocação da lente de intracavidade. Com um laser pulsado aplicado nesta experiência, a sensibilidade à absorção corresponde a um comprimento do percurso de absorção efectiva de 6 km assumindo que a cavidade está completamente preenchida com a amostra. O aumento da sensibilidade é alcançada através da construção de um laser de configuração em anel unidirecional. O comprimento do percurso de absorção efectiva é aumentado por um factor de três comparando com uma configuração linear com o mesmo comprimento da cavidade.

Intracavity absorption spectroscopy with a broadband Er3+-doped fiber laser is applied for time-resolved measurements of CO2 molecules revealing quantitative information about the gas concentration in exhaled human breath. The spectral range of measurements extends from 1.52 to 1.61 μm by moving an intracavity lens. With a pulsed laser applied in this experiment, the sensitivity to absorption corresponds to an effective absorption path length of 6 km assuming the cavity is completely filled with the sample. Sensitivity enhancement is achieved by employing an unidirectional ring laser. The effective absorption path length is enhanced by a factor of three compared to a linear configuration with the same cavity length.