【摘要】：與固體激光器相比,光纖激光器具有光束質(zhì)量好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊,而且由于激光在光纖內(nèi)部傳輸,外部環(huán)境對(duì)光纖激光器的影響微小。此外,光纖具有很大的比表面積,具有優(yōu)良的散熱性。脈沖光纖激光器在光纖通信、國(guó)防軍事安全、醫(yī)療健康、微加工、打標(biāo)、焊接、切割等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。利用可飽和吸收體(SA)作為關(guān)鍵器件的被動(dòng)調(diào)Q和被動(dòng)鎖模技術(shù)是產(chǎn)生納秒(nanosecond,ns)、皮秒(picosecond,ps)、甚至飛秒(femtosecond,fs)的超短脈沖激光器的重要手段。銻烯(antimonene,Sb)和硫化亞錫(Tin Sulfide,SnS)這兩種新型的二維材料具有超快的恢復(fù)時(shí)間、損傷閾值高、高穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn),且能夠制備成SA,應(yīng)用于被動(dòng)調(diào)Q和被動(dòng)鎖模實(shí)驗(yàn)中,獲得超短脈沖。本論文利用Sb、SnS在環(huán)形的摻鉺激光腔中進(jìn)行實(shí)驗(yàn),成功實(shí)現(xiàn)了基于銻烯可飽和吸收體(Sb-SA)的鎖模光纖激光器和基于硫化亞錫可飽和吸收體(SnS-SA)的鎖模光纖激光器以及調(diào)Q光纖激光器。實(shí)驗(yàn)觀察到鎖模、束縛態(tài)鎖模、諧波鎖模還有調(diào)Q等現(xiàn)象。主要研究工作如下:1.介紹光纖激光器鎖模、調(diào)Q的特點(diǎn),詳細(xì)敘述了Sb、SnS作為SA應(yīng)用于光纖激光器中的鎖模和調(diào)Q的可行性;2.介紹了被動(dòng)鎖模和被動(dòng)調(diào)Q的基本原理,并對(duì)可飽和吸收體基本原理和測(cè)量方法進(jìn)行介紹。詳細(xì)介紹了Sb、SnS這兩種二維材料的制作過(guò)程。利用化學(xué)表征,對(duì)兩種材料進(jìn)行原子力顯微鏡(AFM)、透射電子顯微鏡(TEM)和拉曼光譜等表征;3.基于Sb-SA搭建的摻鉺光纖激光器(Erbium-doped fiber laser),實(shí)現(xiàn)了鎖模脈沖激光輸出,脈沖寬度為552 fs,基本重復(fù)頻率為10.27 MHz;4.基于SnS-SA的的摻鉺光纖激光器,同樣實(shí)現(xiàn)了鎖模脈沖激光的輸出,其脈沖寬度為656 fs,重復(fù)頻率為8.37 MHz。通過(guò)調(diào)節(jié)泵浦功率和偏振控制器,實(shí)現(xiàn)了諧波鎖模,其重復(fù)頻率對(duì)應(yīng)20階的基頻。另外,制備新的、具有特定參數(shù)的SnS-SA,在同一個(gè)激光腔中實(shí)現(xiàn)調(diào)Q脈沖輸出,脈沖的重復(fù)頻率在36.36~65.19 kHz連續(xù)可調(diào)。
【圖文】：

.1. NPR鎖模光路圖。Pump:泵浦源；Coupler：耦合器；PC：偏振控制器；ISO：偏振無(wú)關(guān)隔離器；EDF：摻鉺光纖；WDM：波分復(fù)用器。圖所示，整個(gè)光路由摻鉺光纖（EDF），波分復(fù)用器（WDM），泵浦，耦合器（coupler），偏振控制器（PC），起偏器（Polarizer）以及

圖2.石墨烯、黑磷和過(guò)渡金屬硫化物的帶隙分布[15]由于黑磷是直接帶隙半導(dǎo)體材料，所以其電子更加容易躍遷。此外，效果帶隙半導(dǎo)體材料電子空穴也更加容易復(fù)合。所以，總的來(lái)說(shuō)，，直接帶隙半的光轉(zhuǎn)化效率會(huì)更高。黑磷和光有很強(qiáng)的相互作用，利用 Z 掃描測(cè)量技術(shù)磷納米片進(jìn)行可飽和吸收測(cè)量，證明黑磷在可見(jiàn)光到中紅外都有比較好的收效應(yīng)[18, 19]。特別地，當(dāng)黑磷層數(shù)降到三層時(shí)，帶隙寬度約為 0.8 eV，正1550 nm 波長(zhǎng)的通訊波段，使得黑磷在通訊領(lǐng)域上具有重要的應(yīng)用。用黑磷作為可飽和吸收體，在 1 微米、1.5 微米、2 微米以及 2.8 微米波段的激光了實(shí)驗(yàn)上的證明[20-25]。盡管黑磷具有優(yōu)越的光學(xué)特性，在光纖激光器上得到了廣泛的應(yīng)用，但黑中不穩(wěn)定且容易被氧化等缺陷[26]，限制了黑磷的實(shí)際應(yīng)用。在科研人員在改善黑磷穩(wěn)定性和防止被氧化的同時(shí)，也在尋找即使在空氣中也具有高穩(wěn)維材料。黑磷同一主族的銻烯以及黑磷類似物硫化亞錫這兩種新型的二維
【學(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN248

【參考文獻(xiàn)】

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1 安辛友;吳衛(wèi)東;任維義;張志嬌;汪建軍;;Z掃描技術(shù)及其在非線性光學(xué)材料科學(xué)中的應(yīng)用與進(jìn)展[J];西華師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年04期

2 趙鷺明;唐定遠(yuǎn);鄭世強(qiáng);譚華耀;呂超;;摻鉺光纖激光器中增益支配光孤子的被動(dòng)諧波鎖模[J];科學(xué)通報(bào);2008年12期

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1 李杏;高重復(fù)頻率、寬光譜飛秒光纖激光器研究[D];上海交通大學(xué);2015年

本文編號(hào)：2702824