基于金纳米棒可饱和吸收体的锁模光纤激光器及其应用研究

发布时间：2024-06-29 05:57

　　锁模光纤激光器具有光束质量高、脉冲宽度窄、结构简单、稳定性好、成本低廉等特点，因此被广泛应用于光纤通信、光传感、医疗、材料加工、国防等领域。目前，常用的锁模方法主要有主动锁模和被动锁模两种方式。在主动锁模光纤激光器中，通常需要加入声光或电光调制器件，这使得激光腔的结构复杂，不易实现全光纤结构，而且得到的锁模激光脉冲宽度通常较宽，一般为皮秒量级。与主动锁模方式相比，被动锁模光纤激光器则具有结构简单、输出脉冲宽度窄、稳定性好等优点。被动锁模光纤激光器中的一个核心器件是可饱和吸收体。目前，常用的可饱和吸收体是半导体可饱和吸收镜(SESAMs)，但是这类可饱和吸收体通常需要利用光学透镜对光纤中的输出光进行耦合，这使得光纤激光腔的结构变得十分复杂。因此，为了实现全光纤结构的锁模激光器，探索与光纤系统兼容性好的可饱和吸收体材料是非常有意义的。最近，采用单壁碳纳米管、石墨烯及拓扑绝缘体等纳米材料制备的可饱和吸收体受到了研究者的广泛关注，它们的共同点在于均具有良好的光纤兼容性、超快的响应时间、较高的非线性系数以及容易制备等。 由于金纳米材料具有更高的非线性系数、良好的光纤兼容性、超快的响应时间、易于制...

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【部分图文】：

图1.1锁模光纤激光器的（a）发射光谱图和（b）时间脉冲序列图

短脉冲激光器在前沿科学研究、光纤通信、材料加工、国防、医疗等领重要的应用[1-6]。由于超短脉冲激光器具有极窄的脉宽宽度（可达飞秒量级它可以对物理学、化学、生物学等研究中的超快反应过程进行观测；由于较宽的频谱，它可以用作宽带光通信的光源；由于其具有超高的峰值功率它可以实现对材料的....

图1.2主动锁模光纤激光器的结构示意图

图1.2主动锁模光纤激光器的结构示意图[2]。模是指通过在激光谐振腔内加入可饱和吸收体作为锁激光的输出[13]。可饱和吸收体的透过率与入射光强的增大，透过率逐渐增加，最终达到“透明”的状态，达到了饱和，如图1.3所示。可饱和吸收体是实现被

图1.3可饱和吸收的示意图

图1.2主动锁模光纤激光器的结构示意图[2]。指通过在激光谐振腔内加入可饱和吸收体作为锁模光的输出[13]。可饱和吸收体的透过率与入射光强的增大，透过率逐渐增加，最终达到“透明”的状态，到了饱和，如图1.3所示。可饱和吸收体是实现被

图1.4基于非线性放大环形镜锁模光纤激光器的实验结构示意图

而强的尖峰信号光在通过可饱和吸收体后，尖峰信号的衰减却很小。这样光腔内运转的信号光反复经过可饱和吸收体后，其结果就是：强的尖峰信冲可以形成稳定振荡，而弱的光信号脉冲衰减殆尽，最后形成具有一定时的超短激光脉冲序列。由以上分析可知，在被动锁模光纤激光器中，锁模以自发地完成，不需要再附....

本文编号：3997269