基于可饱和吸收体的掺铒光纤激光器

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随着低维材料的发展,碳纳米管、石墨烯、拓扑绝缘体、过渡金属硫族化物以及黑鱗等这些表现出高非线性、超快的响应时间以及超宽工作范围优异光学性质的低维材料可以用于制作可饱和吸收器件。基于可饱和吸收体的被动调Q/锁模技术是产生超短光脉冲的主要方式。一直以来,寻找制备工艺简单、成本低、光学性能稳定的可饱和吸收体,用以满足各种超快脉冲激光器的应用需求,引起研究人员广泛关注。本文采用碳纳米管(CNT)、二硫化钨(WS2)作为可饱和吸收体,在掺铒环形光纤激光器中实现三种类型激光脉冲输出。具体内容包括:1.利用聚乙烯醇材料(PVA),制备了 WS2-PVA薄膜可饱和吸收体,并成功搭建基于WS2-PVASA的双波长调Q光纤激光器,总腔长10.6 m,实现了在1528.61 nm和1531.15 nm双波长调Q运转,两波长调Q脉宽和强度相同。在泵浦功率185 mW时,获得了脉宽1.14 μs,单脉冲能量29.5 nJ,重复频率115.9 kHz的调Q脉冲。2.基于单壁碳纳米管具有制备工艺简单、成本低、吸收范围大等特点,制备了CNT-PVA薄膜可饱和吸收体。并成功搭建了基于CNT-PVASA的调Q光纤激光器,总腔长16.8 m。在最大泵浦功率222 mW时,在中心波长1557 nm处获得最大输出3.897 mW,脉宽为1.8 μs,单脉冲能量为66.2 nJ,重复频率为58.28 kHz的调Q脉冲。3.为提高激光器的输出功率,采用溶胶凝胶法制备了 CNT-SiO2可饱和吸收体,该方法相比于PVA制备的SA具有损伤阈值高,光纤兼容性强等优点。搭建了基于CNT-SiO2掺铒超快锁模光纤激光器,其中掺铒光纤0.4 m,总腔长13.2 m。在泵浦功率517 mW时,在中心波长1558.5 nm处获得输出功率13.76 mW,重复频率15.9 MHz,脉宽850 fs,信噪比45 dB的传统孤子锁模脉冲输出。
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