基于石墨烯可饱和吸收体的Er∶YAG被动调Q激光器

本文研究了一种采用氙灯侧泵方式,并基于石墨烯可饱和吸收体的Er∶YAG被动调Q激光器。首先成功将石墨烯转移至Al_(2)O_(3)衬底制备得到石墨烯可饱和吸收体,并对其进行了形貌、结构及化学状态等性能表征。此外,对基于石墨烯可饱和吸收体的Er∶YAG被动调Q激光特性进行了研究,结果表明单脉冲能量从0.4 mJ增加至7 mJ,输出激光单脉冲宽度从761.2 ns下降至510 ns,最大峰值功率为13.7 kW。激光中心波长位于2935和2945 nm,且主波长在2935 nm处对应的半峰全宽(FWHM)为1.535 nm。沿x和y方向的光束质量因子分别为4.45和5.76。实验结果表明,该研究为推进更低成本、谐振腔设计简单且紧凑的2.94μm波段Er∶YAG激光器的发展提供了有效的参考依据。

基于掺铒光纤作为可饱和吸收体的窄线宽光纤激光器研究

本文介绍了一种以未泵浦的掺铒光纤作为可饱和吸收体,通过3 dB耦合器及环形器,构成一个由驻波效应形成动态光栅的一种窄线宽光纤激光器。测得在中心波长在1559.54 nm处得到输出的激光器,在泵浦功率为150 mW以下时可以保持长时间的稳定工作,泵浦功率为70 mW,输出光功率为17.03 mW,斜率效率为30.73%,光学信噪比为39 dB,波长分辨率的不稳定性小于0.03 nm,光学信噪比的波动小于0.16 dB,从0到1 MHz的37.5 kHz信号频谱中的弛豫振荡频率峰值为−89.6 dB/Hz。通过延时自外差法测量线宽为1.99 kHz。

基于硫化铅量子点可饱和吸收体的锁模光纤激光器

通过优化后的热注入法制备得到硫化铅胶体量子点,再利用匀胶机两步旋涂的方法使材料平铺在小块羧甲基纤维素薄膜上,并将其作为可饱和吸收体应用于光纤激光器中,实现稳定的锁模。制备的硫化铅量子点可饱和吸收薄膜的调制深度和饱和强度分别约为26.46%和6.75 MW/cm^(2),非饱和损耗为6.42%。测试结果表明该薄膜具有更小的非饱和损耗以及更好的重复性和一致性。采用该薄膜作为可饱和吸收体的光纤激光器能在47 mW的泵浦功率处开始实现自启动锁模,且能够实现长时间稳定的锁模激光输出。研究结果为硫化铅量子点可饱和吸收体在光纤激光器中的后续应用奠定了基础。

基于SWNT可饱和吸收体结合Sagnac滤波的调Q掺铒光纤激光器

提出并搭建了一种基于单壁碳纳米管可饱和吸收体结合Sagnac环的被动调Q掺铒光纤激光器,对其输出激光特性进行实验研究。采用光沉积法制备了单壁碳纳米管可饱和吸收体,其透射率为75%。基于单壁碳纳米管的可饱和吸收特性,搭建调Q激光器,实现谐振腔Q值调节。将Sagnac环形滤波器插入光纤环形腔,Sagnac环结构产生的滤波效应可以对调Q脉冲实现精细度滤波,该激光器工作阈值为800 mW。当泵浦功率为830 mW时,激光器可实现稳定的1 530.4 nm激光输出,输出功率为12.3 mW,重复频率为210.7 kHz,对应的脉冲周期为4.76μs,脉冲宽度为2.19μs,其最大脉冲能量为58.37 nJ。

TiCN作为可饱和吸收体的2.8μm被动调Q锁模光纤激光器

本文报道了一种基于材料可饱和吸收的2.8μm被动调Q锁模掺铒氟化物光纤激光器。通过将TiCN颗粒作为可饱和吸收体直接涂覆于反射腔镜,并结合氟化物光纤垂直端面的输出耦合,实现了具有较低激光阈值和紧凑腔结构的2.8μm脉冲光纤激光器。该激光器在泵浦功率达到330 mW时,开始出现调Q锁模脉冲。随着泵浦功率持续增大,调Q脉冲包络重复频率从14.34 kHz增加至32.57 kHz,对应的脉冲宽度从10.51μs减小至5.40μs。在650 mW的泵浦功率下,获得最大平均输出功率25.83 mW,斜率效率为7.2%。

基于氧化铜可饱和吸收体的掺铒光纤激光器

报道了一种基于氧化铜(copper oxide, CuO)材料可饱和吸收体(saturable absorber, SA)的孤子锁模掺铒光纤激光器(erbium-doped fiber laser, EDFL)。通过将液相沉淀法制备的氧化铜沉积在锥形光纤上作为SA被动锁模器件。当泵浦功率为233.6 mW时,在中心波长1 530.2 nm处获得了脉冲宽度为1.23 ps的传统孤子,其基本重复频率为5.34 MHz,脉冲能量和平均输出功率分别为1.37 nJ和2.2 mW。此外,当泵浦功率增加到329 mW时,首次在中心波长1 529.6 nm处观察到了束缚态孤子脉冲,其光谱调制周期为3 nm,脉冲分离度为2.6 ps。研究结果表明,CuO材料是超快光纤激光器的良好SA候选材料。

钙钛矿可饱和吸收体红外激光器研究进展

可饱和吸收体激光器具有输出功率大、峰值功率高的特点,在军事、加工、医疗和科学研究领域有广泛的用途,常用于测距、电子器件微加工、大气检测、光谱研究、外科和眼科手术、等离子体诊断、脉冲全息照相以及激光核聚变等方面。近年来,将钙钛矿结构的材料作为可饱和吸收体的激光器比较少,但钙钛矿材料凭借其优异的光电性能作为可饱和吸收体在激光器领域有着出色的表现。本文综述了使用钙钛矿可饱和吸收体的激光器研究进展。最后,对钙钛矿可饱和吸收体激光器在2μm领域的未来发展进行了展望。

基于WS_2可饱和吸收体的调Q锁模Tm,Ho:LLF激光器

采用聚乙烯醇塑料膜为基质的WS_2作为可饱和吸收体,在Tm,Ho:LiLuF_4全固态激光器中实现了被动调Q锁模运转.以掺钛蓝宝石激光器作为抽运源,当最大吸收抽运功率为2.6 W时,激光输出功率为156 mW,典型的调Q脉冲包络重复频率为25 kHz,脉宽约为300μs.当吸收功率大于1.39 W时,进入稳定调Q锁模运转,对应锁模脉冲序列的重复频率为131.6 MHz,调整深度接近100%.结果表明:WS_2可以作为2μm波段全固态激光器锁模的吸收体材料.

可饱和吸收体Cr∶YAG做被动调Q元件时的选模作用

研究了可饱和吸收体 Cr∶ YAG做被动调 Q元件时所表现出的选模作用 .理论分析和实验表明 :Cr∶ YAG晶体的“动态光阑”效果确保了激光器的基横模输出 ;而不同纵模形成振荡的难易差别也为脉冲单纵模的实现提供了条件 .

基于石墨烯可饱和吸收体的脉冲光纤激光器研究进展

单层石墨烯是一种具有独特电学及光学特性的二维碳材料,尤其是在光学应用方面,它对可见光到近红外波段范围内光波仅有2.3%的线性吸收.由于石墨烯的独特性质,使得它可以作为一种具有超快响应时间以及超宽带工作特性的可饱和吸收体.本综述将展开石墨烯的线性及非线性光学特性分析,并重点阐述基于石墨烯可饱和吸收体的调Q及锁模光纤激光器研究进展,并指出厦门大学光电子技术研究所近几年来在这一方面所取得的成果.

采用不同可饱和吸收体的Nd:YAG激光器的锁模运转

本文报道采用五甲川染料、Cr4 +:YAG和LiF :F-2 分别作为可饱和吸收体实现闪光灯泵浦的Nd :YAG激光器的锁模运转 ,得到稳定的单脉冲序列。着重分析了Cr4 +:YAG激发态吸收饱和导致的被动锁模以及在LiF :F-2 调Q下Nd :YAG的自聚焦引起的锁模运转机制和锁模过程 。

溶胶凝胶法制备WS2-SiO2可饱和吸收体的探究

WS2二维材料独特的光吸收体特性使其成为可饱和吸收体的优选材料。溶胶凝胶法具有操作方便、设备简单、成本低廉等优点。利用溶胶凝胶法在石英基片上制备SiO_2材料为主体的WS2-SiO_2薄膜是一种实现可饱和吸收体的新思路。本文通过改变实验过程中原料配比、热处理条件、旋涂速度等实验参数确定出溶胶凝胶法制备SiO_2薄膜的最佳条件,在此基础上再加入WS2溶液制备出WS2-SiO_2薄膜可饱和吸收体,通过共聚焦显微镜、透射电子显微镜、拉曼光谱、X射线衍射等方法对制备的样品进行了测试分析,结果表明采用本文提出的制作方法可以得到外观良好的WS2-SiO_2薄膜可饱和吸收体、WS2在SiO_2薄膜中呈多层的多晶颗粒,晶面指数主要为(002)、(004)、(101)、(103)、(006)、(105)。

基于Langmuir-Blodgett技术制备的二硫化钨可饱和吸收体在调Q固体激光器中的研究

基于Langmuir-Blodgett(LB)方法,研究了新型二硫化钨可饱和吸收体应用于Nd:GdVO4晶体中实现了Q激光的输出.结果表明,通过LB技术在石英玻璃片上制备的二硫化钨可饱和吸收体表面均匀,有利用实现稳定调Q脉冲输出.通过调节谐振腔,在泵浦功率为5.1W时实现了最窄脉冲宽度为337ns的调Q激光输出,相对应的重复频率为614.8kHz,平均输出功率为811mW,斜效率达到36.1%.

可饱和吸收体对某一波长激光被动锁模的理论分析

本文发展了光学谐振腔内可饱和吸收体对任一波长激光被动锁模的动力学方程，并求得其解析解．理论结果与实验基本吻合．

基于ZnO可饱和吸收体的超快激光器

ZnO是一种优异的可饱和吸收体(SA),然而它在近红外波段的光吸收性能较弱,限制了其在超快光子学领域的进一步应用。首先采用水浴法制备了ZnO微球粉末,旋涂到金镜衬底上制备成ZnO-SA,再利用磁控溅射法及热退火在ZnO-SA表面修饰了金纳米颗粒,制备了一种新型的金核壳结构的ZnO-SA。由于金纳米颗粒的表面等离子体吸收效应,将ZnO-SA的调制深度提升至4.07%,非饱和损耗降低至24%。使用这种新型的ZnO-SA成功地提升了调Q激光器的输出特性,同时也构建了稳定的波长为1.55μm环形腔掺铒光纤锁模激光器,最大平均输出功率为2.67 mW,重复频率为3.53 MHz。研究结果表明,这种具有金纳米颗粒修饰的ZnO-SA在制备高性能锁模激光器方面具有巨大的应用潜力。

基于石墨烯的宽带可饱和吸收体的制备及其在激光器中的应用

将石墨烯作为宽带可饱和吸收体分别应用在1.06μm Nd∶YAG固体激光器、2μm Tm∶YAP固体激光器以及1.55μm掺铒全光纤激光中.石墨烯采用化学汽相沉积法制备,以乙炔作为碳源,25μm厚的铜箔作为生长基体和催化剂,H2为载气,Ar为辅助气体,在常压、1 000℃高温条件下进行生长.1.06μm Nd∶YAG固体激光器实验中,采用直线型侧面泵浦腔型结构,当输出功率为10W时,得到了重复频率为360kHz,脉冲宽度240ns的最短脉冲输出,其单脉冲能量为27μJ,峰值功率为115.7W;2μm Tm∶YAP固体激光器实验中,使用中心波长在795nm附近的半导体激光器作为泵浦源,采用10%透过率的输出镜获得了脉宽为1.4μs的最窄调Q脉冲;环形腔1.55μm掺铒全光纤激光器实验中,利用1.25m长的高掺铒光纤作为增益光纤,当泵浦功率为100mW时,输出功率为10mW,获得了脉冲宽度314ps的稳定被动连续锁模脉冲,脉冲重复频率为20MHz并验证了同次制备的石墨烯的宽带可饱和吸收特性.

基于超薄层MoS_(2)可饱和吸收体的被动调Q固体Nd∶YAG激光器

利用超声剥离法制备了超薄层MoS_(2)纳米片分散液可饱和吸收体,以石英池为容器插入Nd∶YAG激光器的平凹谐振腔中,调节谐振腔镜的位置并增大泵浦功率,成功实现了Nd∶YAG激光器被动调Q脉冲输出。实验结果显示,泵浦功率为2.46 W时,激光器开始调Q运转。泵浦功率为14.55 W时,实现了485 mW的脉冲激光输出功率,重复频率为189.75 kHz,脉冲宽度为1.2μs,对应的最大脉冲能量为2.56μJ。结果表明,超薄层MoS_(2)分散液是适用于1064 nm波长固体激光器被动调Q运转的可饱和吸收体材料。

基于斜立生长硒化铅纳米片可饱和吸收体的光纤脉冲激光研究(特邀)

利用窄禁带半导体硒化铅的可饱和吸收性质,通过物理气相沉积法和光纤探针转移,优化工艺制备硒化铅可饱和吸收体器件,搭建不同波长的脉冲光纤激光器。在基本器件不变的情况下,利用简单的环形腔,在近红外1~2μm范围内实现了稳定的锁模输出,中心波长分别为1060.46 nm、1563.24 nm、1908.34 nm,基频分别为0.593 MHz、13.59 MHz、10.25 MHz,脉宽分别为30.53 ns、4.26 ns、1 ns。该结果扩展了新型纳米晶材料硒化铅化合物的应用,可为脉冲光纤激光的波长调控提供解决方案,并满足多波长可调控激光器在生物医学、监测等场景下的应用需求。

1.5 μm被动调Q可饱和吸收体用Co:MgAl_(2)O_(4)透明陶瓷的制备

钴掺杂的镁铝尖晶石透明陶瓷是用于近红外区域工作的无源调Q固态激光器的有效材料。为制备具有高吸收截面和高透过率的Co:MgAl_(2)O_(4)透明陶瓷,采用共沉淀法合成钴掺杂的纯相镁铝尖晶石纳米粉体,并通过真空烧结结合热等静压烧结(Hot Isostatic Pressing,HIP),制备得到了高质量的0.05at%Co:MgAl_(2)O_(4)透明陶瓷,同时系统研究了预烧结温度对Co:MgAl_(2)O_(4)陶瓷微观结构和光学性能的影响。当预烧结温度从1500℃升高至1650℃,Co:MgAl_(2)O_(4)陶瓷的相对密度从95.2%增大到98.5%,而当预烧温度升高至1700℃,Co:MgAl_(2)O_(4)陶瓷的相对密度降低至97.7%。真空预烧后Co:MgAl_(2)O_(4)陶瓷的相对密度较低,因此预烧后的Co:MgAl_(2)O_(4)陶瓷均为不透明的。当预烧温度从1500℃升高到1700℃,Co:MgAl_(2)O_(4)陶瓷的平均晶粒尺寸从2.3μm增大到11.3μm。经过HIP后处理后,在1550~1700℃×5 h真空预烧条件下的Co:MgAl_(2)O_(4)陶瓷都是透明的,而经过1650℃×5 h真空预烧结合1800℃×3 h HIP后处理的Co:MgAl_(2)O_(4)透明陶瓷表现出最佳的光学质量,在400和900 nm处的直线透过率分别为81.4%和85.9%,平均晶粒尺寸为16.8μm。在500~700 nm和1200~1600 nm波长范围内的宽吸收带表明Co2+已掺入尖晶石晶格中。此外,经计算,最佳光学质量的样品在1540 nm处的基态吸收截面为6.18×10^(-19)cm^(2),表明Co:MgAl_(2)O_(4)已经成为固态激光器中被动调Q可饱和吸收体的最有潜力的材料之一。

半导体可饱和吸收镜作为被动调Q吸收体的发展状况

简介了近年来发展起来的若干种新型固体激光器被动调Q用吸收体:掺Cr4+系列,Cr,Nd∶YAG自调Q激光晶体,人眼安全激光器被动调Q用吸收体,GaAs吸收体,半导体可饱和吸收镜。着重介绍了固体激光器和光纤激光器调Q用半导体可饱和吸收镜的原理、研制方法及应用状况。