2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡(jiǎn)介

1、石墨烯自2004年被發(fā)現(xiàn)以來就引起了科學(xué)界的廣泛興趣,其發(fā)現(xiàn)者更是獲得了2010年的諾貝爾獎(jiǎng)。顯然,石墨烯引發(fā)的研究狂潮與其自身所具備的優(yōu)良電學(xué)、熱學(xué)、力學(xué)和光學(xué)等特性是分不開的,并被認(rèn)為將成為取代硅的下一代新興材料。摻鉺光纖(EDF)激光器由于其輸出波段對(duì)應(yīng)光纖通訊的低損耗窗口,近幾年來倍受研究者的青睞,特別是具有脈沖和多波長(zhǎng)輸出特性的EDF激光器被普遍認(rèn)為在未來光學(xué)檢測(cè)領(lǐng)域以及光纖通信系統(tǒng)的擴(kuò)容和提速中具有重要的應(yīng)用前景。
 

2、 目前,石墨烯已經(jīng)被證實(shí)具有強(qiáng)的可飽和吸收特性,因而可以利用其實(shí)現(xiàn)在EDF激光器中的調(diào)Q和鎖模激光輸出。此外,石墨烯還被證實(shí)具有強(qiáng)的三階非線性系數(shù),因此能在EDF激光器中激發(fā)強(qiáng)的四波混頻(FWM)效應(yīng)并用于抑制EDF的強(qiáng)烈模式競(jìng)爭(zhēng)以獲得穩(wěn)定的多波長(zhǎng)激射。
  本文共制備了三種結(jié)構(gòu)的石墨烯非線性器件用于EDF激光器的調(diào)Q、鎖模和多波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)。具體分別是利用光纖纖芯光誘導(dǎo)法,在光纖端面上沉積少層的純石墨烯納米片層,制備的“光纖端面沉積石

3、墨烯”(FCDG)型石墨烯器件;還有將石墨烯聚合物納米片薄膜粘貼于光纖端面上制作而成的“石墨烯聚合物納米片薄膜”(GPNF)型石墨烯器件;以及利用倏逝場(chǎng)光誘導(dǎo)法,在熔錐光纖錐腰上沉積石墨烯片層制備的“熔錐光纖沉積石墨烯”(GDFT)型石墨烯器件。
  之后,我們利用FCDG型和GDFT型Q開關(guān)在EDF環(huán)形激光器中實(shí)現(xiàn)了調(diào)Q激光輸出。在利用FCDG型Q開關(guān)的實(shí)驗(yàn)中,我們利用石墨烯的可飽和吸收特性和四波混頻效應(yīng),獲得了重復(fù)頻率3.3k

4、Hz到65.9kHz連續(xù)可調(diào),最高脈沖能量16.9nJ,最小脈沖寬度3.7gs的穩(wěn)定雙波長(zhǎng)調(diào)Q激光輸出。在利用GDFT型O開關(guān)的實(shí)驗(yàn)中,我們利用石墨烯聚合物對(duì)熔錐光纖錐腰處光導(dǎo)模倏逝場(chǎng)的可飽和吸收調(diào)制作用,獲得了重復(fù)頻率從10.4kHz到40.9kHz連續(xù)可調(diào),最高脈沖能量28.3nJ,最小脈沖寬度2.7μs的穩(wěn)定調(diào)Q激光輸出。
  再者,我們采用GDFT型石墨烯可飽和吸收鎖模器于在EDF環(huán)形激光器中實(shí)現(xiàn)鎖模脈沖輸出。在第一組實(shí)驗(yàn)

5、中,我們獲得了重復(fù)頻率7.289MHz,最高單脈沖能量0.59nJ的穩(wěn)定鎖模激光脈沖輸出。在第二組實(shí)驗(yàn)中,我們同時(shí)利用GDFT型鎖模器的可飽和吸收特性以及其和偏振控制器一起構(gòu)成的lyot梳狀濾波特性,獲得了重復(fù)頻率8.024MHz,最高單脈沖能量0.42nJ,最短脈沖寬度8.8ps,波長(zhǎng)間隔1.5nm和譜線線寬0.24nm的穩(wěn)定四波長(zhǎng)鎖模激光脈沖輸出。
  此外,我們通過瓊斯矩陣?yán)碚摲抡婧蛯?shí)驗(yàn)研究了利用非對(duì)稱兩級(jí)SagnacPMF

6、環(huán)形鏡梳狀濾波器實(shí)現(xiàn)多組單波長(zhǎng)、多組雙波長(zhǎng)以及多組三波長(zhǎng)三種形式間的開關(guān)切換以及波長(zhǎng)自由調(diào)諧的功能。最后,我們用所有制備的三種形式的石墨烯多波長(zhǎng)穩(wěn)頻器在EDF環(huán)形激光器里都實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的多波長(zhǎng)激射。實(shí)驗(yàn)中,我們利用FCDG型穩(wěn)頻器+單級(jí)Sagnac.PMF環(huán)形鏡的組合實(shí)現(xiàn)了最多11個(gè)波長(zhǎng)的穩(wěn)定激射,波長(zhǎng)間隔0.54nm,譜線線寬小于0.01nm,消光比57dB;利用GPNF型穩(wěn)頻器+非對(duì)稱兩級(jí)Sagnac PMF環(huán)形鏡的組合實(shí)現(xiàn)多組單波長(zhǎng)

7、(共4個(gè)波長(zhǎng))、多組雙波長(zhǎng)(共8個(gè)波長(zhǎng))和多組三波長(zhǎng)(共12個(gè)波長(zhǎng))三種輸出形式間的開關(guān)切換和波長(zhǎng)的自由調(diào)諧;利用GDFT型穩(wěn)頻器+單級(jí)Sagnac PMF環(huán)形鏡的組合實(shí)現(xiàn)了最多7個(gè)波長(zhǎng)的穩(wěn)定激射,波長(zhǎng)間隔0.56nm,譜線線寬小于0.01nm,消光比33dB。
  綜上所述,本論文提供了三種制備石墨烯可飽和吸收Q開關(guān)、鎖模器以及多波長(zhǎng)穩(wěn)頻器的方法,并利用實(shí)驗(yàn)充分證實(shí)了石墨烯的可飽和吸收特性能夠被用于實(shí)現(xiàn)調(diào)Q激光輸出。本論文同時(shí)又

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