基于新型可飽和吸收器件被動調Q激光器的研究進展
發(fā)布時間：2021-10-31 12:38
被動調Q技術作為調Q技術的一個重要分支,在激光技術領域得到重要應用。利用新型可飽和吸收器件實現(xiàn)被動調Q過程是當前的研究熱點,簡要介紹了石墨烯、MXene以及金納米材料的性質和優(yōu)點,總結了將這三種材料作為可飽和吸收體應用于被動調Q激光器中的研究進展。新型材料與被動調Q技術的結合,為進一步研究被動調Q技術以及推動新材料在被動調Q激光器中的應用提供參考。
【文章來源】：激光與光電子學進展. 2020,57(15)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：11 頁
【部分圖文】：
Ti3C2Tx作為可飽和吸收體的1.3μm調Q脈沖激光器
利用Ti3C2Tx作為SA器件在1μm波段相繼實現(xiàn)全固態(tài)激光器的脈沖輸出后，2019年Zu等[38]利用Ti3C2Tx作為可飽和吸收體實現(xiàn)了2μm波段的脈沖輸出，激光工作物質為Tm,Gd∶CaF2，實驗裝置如圖2所示，在泵浦功率為2.859W時，脈寬為2.390μs，重復頻率為19.61kHz，單脈沖能量為10.61μJ，峰值功率為4.44 W。測量得到Ti3C2Tx的調制深度為34.7%，飽和光強度為5.0kW/cm2。實驗中雖然得到了2μm的脈沖輸出，但脈寬是微秒級，比較寬，且重復頻率較低。MXene材料Ti3C2Tx作為SA器件可應用于被動調Q過程，而Ti2ALC可被應用于光纖激光器中完成被動調Q過程。2019年Lee等[39]分析了MAX相材料作為可飽和吸收體的可行性。測量得到制備的SA的飽和強度和調制深度分別為31.5 MW/cm2和6.3%。實驗裝置如圖3所示，在EDFL環(huán)形腔內利用Ti2ALC顆粒和PVA的復合物制成SA，可獲得1.56μm的調Q脈沖激光輸出。當泵浦功率為74 mW時，輸出激光的脈寬為4.88μs，重復頻率為27.45kHz，平均輸出功率為0.62mW，單脈沖能量為22.58nJ。
MXene作為近年來剛興起的二維材料，屬于類石墨烯材料，具有優(yōu)異的光學性能，但迄今為止其在激光領域的應用比較少，處于起步階段，同時面臨諸多的問題：1）當泵浦功率增加至5 W左右時，脈沖輸出開始變得不穩(wěn)定，并且SA出現(xiàn)燃燒損壞點；2）基于MXene可飽和吸收體的被動調Q激光器的實驗較少，現(xiàn)有實驗結果（表2）中輸出光功率過低，重復頻率在幾十到一百多千赫茲范圍內，重復頻率較低；3）對于SA的結構參數(shù)與輸出脈沖激光性能參數(shù)的聯(lián)系尚未明確，需要進一步的探究總結。由此可見，在MXene材料的制備與表征以及將其作為可飽和吸收體實現(xiàn)脈沖輸出方面仍然需要大量的實驗探究，以充分利用其優(yōu)良的光電性能探索其在光電領域的應用。4 基于金納米材料可飽和吸收體被動調Q激光器的研究進展
【參考文獻】：
期刊論文
[1]High-power passively Q-switched Nd:GdVO4 laser with a reflective graphene oxide saturable absorber[J]. 汪太進,王江,王勇剛,楊西光,劉思聰,呂瑞東,陳振東. Chinese Optics Letters. 2019(02)
[2]Passively Q-switched erbium doped fiber laser using a gold nanostars based saturable absorber[J]. ZHE KANG,MINGYI LIU,ZHENWEI LI,SIQING LI,ZHIXU JIA,CHENGZHI LIU,WEIPING QIN,GUANSHI QIN. Photonics Research. 2018(06)
[3]Q-switching of waveguide lasers based on graphene/WS2 van der Waals heterostructure[J]. ZIQI LI,CHEN CHENG,NINGNING DONG,CAROLINA ROMERO,QINGMING LU,JUN WANG,JAVIER RODRíGUEZ VáZQUEZ DE ALDANA,YANG TAN,FENG CHEN. Photonics Research. 2017(05)
[4]石墨烯被動調Q摻Nd3+激光器研究進展[J]. 林洪沂,黃曉樺,許英朝,孟憲國,程再軍,孫棟. 激光技術. 2016(02)
[5]石墨烯被動調Q光纖激光器研究進展[J]. 林洪沂,黃曉樺,許英朝,肖旻. 激光與紅外. 2015(10)
[6]Recent advances in MXene: Preparation, properties,and applications[J]. 雷進程,張旭,周震. Frontiers of Physics. 2015(03)
[7]基于金納米棒可飽和吸收體的被動調Q摻鉺光纖激光器[J]. 許陽,康喆,賈志旭,劉來,趙丹,秦冠仕,秦偉平. 發(fā)光學報. 2013(12)
博士論文
[1]基于金納米棒可飽和吸收體的鎖模光纖激光器及其應用研究[D]. 康喆.吉林大學 2015
[2]石墨烯、碳納米管可飽和吸收體的制備及其用于被動調Q/鎖模激光器的實驗研究[D]. 江曼.西北大學 2013
碩士論文
[1]基于二維材料吸收體的全固態(tài)脈沖激光器研究[D]. 曾英杰.陜西師范大學 2018
[2]基于金納米材料的被動調Q固體激光器研究[D]. 宋騰.山東大學 2017
本文編號：3468150
【文章來源】：激光與光電子學進展. 2020,57(15)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：11 頁
【部分圖文】：
Ti3C2Tx作為可飽和吸收體的1.3μm調Q脈沖激光器
利用Ti3C2Tx作為SA器件在1μm波段相繼實現(xiàn)全固態(tài)激光器的脈沖輸出后，2019年Zu等[38]利用Ti3C2Tx作為可飽和吸收體實現(xiàn)了2μm波段的脈沖輸出，激光工作物質為Tm,Gd∶CaF2，實驗裝置如圖2所示，在泵浦功率為2.859W時，脈寬為2.390μs，重復頻率為19.61kHz，單脈沖能量為10.61μJ，峰值功率為4.44 W。測量得到Ti3C2Tx的調制深度為34.7%，飽和光強度為5.0kW/cm2。實驗中雖然得到了2μm的脈沖輸出，但脈寬是微秒級，比較寬，且重復頻率較低。MXene材料Ti3C2Tx作為SA器件可應用于被動調Q過程，而Ti2ALC可被應用于光纖激光器中完成被動調Q過程。2019年Lee等[39]分析了MAX相材料作為可飽和吸收體的可行性。測量得到制備的SA的飽和強度和調制深度分別為31.5 MW/cm2和6.3%。實驗裝置如圖3所示，在EDFL環(huán)形腔內利用Ti2ALC顆粒和PVA的復合物制成SA，可獲得1.56μm的調Q脈沖激光輸出。當泵浦功率為74 mW時，輸出激光的脈寬為4.88μs，重復頻率為27.45kHz，平均輸出功率為0.62mW，單脈沖能量為22.58nJ。
MXene作為近年來剛興起的二維材料，屬于類石墨烯材料，具有優(yōu)異的光學性能，但迄今為止其在激光領域的應用比較少，處于起步階段，同時面臨諸多的問題：1）當泵浦功率增加至5 W左右時，脈沖輸出開始變得不穩(wěn)定，并且SA出現(xiàn)燃燒損壞點；2）基于MXene可飽和吸收體的被動調Q激光器的實驗較少，現(xiàn)有實驗結果（表2）中輸出光功率過低，重復頻率在幾十到一百多千赫茲范圍內，重復頻率較低；3）對于SA的結構參數(shù)與輸出脈沖激光性能參數(shù)的聯(lián)系尚未明確，需要進一步的探究總結。由此可見，在MXene材料的制備與表征以及將其作為可飽和吸收體實現(xiàn)脈沖輸出方面仍然需要大量的實驗探究，以充分利用其優(yōu)良的光電性能探索其在光電領域的應用。4 基于金納米材料可飽和吸收體被動調Q激光器的研究進展
【參考文獻】：
期刊論文
[1]High-power passively Q-switched Nd:GdVO4 laser with a reflective graphene oxide saturable absorber[J]. 汪太進,王江,王勇剛,楊西光,劉思聰,呂瑞東,陳振東. Chinese Optics Letters. 2019(02)
[2]Passively Q-switched erbium doped fiber laser using a gold nanostars based saturable absorber[J]. ZHE KANG,MINGYI LIU,ZHENWEI LI,SIQING LI,ZHIXU JIA,CHENGZHI LIU,WEIPING QIN,GUANSHI QIN. Photonics Research. 2018(06)
[3]Q-switching of waveguide lasers based on graphene/WS2 van der Waals heterostructure[J]. ZIQI LI,CHEN CHENG,NINGNING DONG,CAROLINA ROMERO,QINGMING LU,JUN WANG,JAVIER RODRíGUEZ VáZQUEZ DE ALDANA,YANG TAN,FENG CHEN. Photonics Research. 2017(05)
[4]石墨烯被動調Q摻Nd3+激光器研究進展[J]. 林洪沂,黃曉樺,許英朝,孟憲國,程再軍,孫棟. 激光技術. 2016(02)
[5]石墨烯被動調Q光纖激光器研究進展[J]. 林洪沂,黃曉樺,許英朝,肖旻. 激光與紅外. 2015(10)
[6]Recent advances in MXene: Preparation, properties,and applications[J]. 雷進程,張旭,周震. Frontiers of Physics. 2015(03)
[7]基于金納米棒可飽和吸收體的被動調Q摻鉺光纖激光器[J]. 許陽,康喆,賈志旭,劉來,趙丹,秦冠仕,秦偉平. 發(fā)光學報. 2013(12)
博士論文
[1]基于金納米棒可飽和吸收體的鎖模光纖激光器及其應用研究[D]. 康喆.吉林大學 2015
[2]石墨烯、碳納米管可飽和吸收體的制備及其用于被動調Q/鎖模激光器的實驗研究[D]. 江曼.西北大學 2013
碩士論文
[1]基于二維材料吸收體的全固態(tài)脈沖激光器研究[D]. 曾英杰.陜西師范大學 2018
[2]基于金納米材料的被動調Q固體激光器研究[D]. 宋騰.山東大學 2017
本文編號：3468150
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