石墨烯可飽和吸收的摻鉺光纖鎖模激光的研究.pdf

1、隨著科技的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，超短脈沖以其優(yōu)秀的特性在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中發(fā)揮越來越重要的作用，而且在超高速光通信、新型生物傳感和太赫茲波檢測(cè)等眾多領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。超短脈沖光纖激光器具有輕巧、泵浦閾值小、光轉(zhuǎn)換效率高、激光輸出質(zhì)量?jī)?yōu)、容易實(shí)現(xiàn)與通信系統(tǒng)兼容等特點(diǎn)，成為目前國內(nèi)外激光技術(shù)研究的熱點(diǎn)。
　　 被動(dòng)鎖模不依賴外界激勵(lì)，是獲得超短脈沖的有效方法。目前常用半導(dǎo)體可飽和吸收鏡(SESAM)來實(shí)現(xiàn)光纖激光器的鎖模，但是半導(dǎo)

2、體材料吸收帶寬窄，只能用在近紅外波段，而且制備過程復(fù)雜，成本較高，這些都是限制超快激光發(fā)展的因素。碳納米管作為一種直接帶隙材料也被用在光纖激光器中實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定鎖模，但是它管狀形態(tài)帶來的散射損耗較大，無形中使鎖模閾值提高，因此，限制了激光輸出功率和效率。近幾年來，發(fā)現(xiàn)的新型材料石墨烯具有非常獨(dú)特的非線性光學(xué)飽和吸收特性，能夠啟動(dòng)鎖模產(chǎn)生脈沖激光。石墨烯制作的方法比較簡(jiǎn)單，而且具有寬飽和吸收帶、較高的損傷閾值、小的非飽和損耗等特點(diǎn)，應(yīng)用前景良好

3、。利用石墨烯的可飽和吸收性來實(shí)現(xiàn)被動(dòng)鎖模脈沖激光成為當(dāng)前鎖模激光器研究的熱點(diǎn)。本論文正是基于用石墨烯作為可飽和吸收體的摻鉺光纖激光器的研究，具體工作包括:
　　 對(duì)光纖放大器的發(fā)展史作簡(jiǎn)單綜述，分析了摻鉺光纖熒光光源的產(chǎn)生過程和放大器的工作原理。研究了改變泵浦功率和改變摻鉺光纖的長(zhǎng)度對(duì)熒光光譜的影響，找到了實(shí)驗(yàn)所用摻鉺光纖的最佳長(zhǎng)度大概為l0m，為進(jìn)一步研究摻鉺光纖激光器和鎖模光纖激光器做準(zhǔn)備。在放大器的基礎(chǔ)上，分析了光纖激光器

4、的工作原理，介紹了光纖激光器的諧振腔，并對(duì)線性諧振腔做出推理，在這些基礎(chǔ)之上，開展了連續(xù)激光器的實(shí)驗(yàn)，得到穩(wěn)定的連續(xù)激光輸出。
　　 解釋了鎖模激光產(chǎn)生的原因，分析了鎖模脈沖出現(xiàn)的機(jī)理。介紹了主動(dòng)鎖模技術(shù)和被動(dòng)鎖模技術(shù)，分析了可飽和吸收的被動(dòng)鎖模的原理，分析脈沖激光在光纖中的傳輸，為鎖模實(shí)驗(yàn)中的光譜旁帶分析作鋪墊。
　　 總結(jié)了石墨烯的性質(zhì)，解釋了石墨烯可飽和吸收特性和機(jī)理。介紹了調(diào)制深度，損傷閾值等概念?？偨Y(jié)了制備和轉(zhuǎn)

5、移石墨烯的方法，并對(duì)石墨烯的拉曼光譜進(jìn)行了測(cè)量。實(shí)驗(yàn)研究了石墨烯作為鎖模器件用在環(huán)形腔結(jié)構(gòu)中，得到脈沖激光輸出，通過改變石墨烯接頭處空氣間隙大小，得到波長(zhǎng)調(diào)諧結(jié)果;通過實(shí)驗(yàn)得出石墨烯用在鎖模激光中的優(yōu)勢(shì)。
　　 最后，對(duì)本論文進(jìn)行了總結(jié)說明，并對(duì)后續(xù)需要解決的工作作出了說明。
　　 總之，本論文從超快脈沖的需求出發(fā)，對(duì)摻鉺光纖放大器以及摻鉺光纖激光器的工作原理做了分析，同時(shí)進(jìn)行了一些基本的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。理論分析了鎖模的原理