【摘 要】
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石墨烯材料自从2004年被发现以来,由于它优良的电学、热学以及光学等方面的特性引起人们的极大关注.与传统的半导体材料不同,石墨烯材料不仅具有超宽带的可饱和吸收性能,同时还具备超快的饱和恢复时间与较低的饱和能流,理论上可用于从可见光到远红外波长范围内的激光器锁模.目前,石墨烯锁模激光器研究主要集中在1 μm至1.5μm近红外光谱区域,但石墨烯所具备的超宽带可饱和吸收特性使之成为一种在中红外光谱区非常
【机 构】
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上海交通大学物理系激光等离子体教育部重点实验室,上海200240 合肥工业大学电子科学与应用物理学
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石墨烯材料自从2004年被发现以来,由于它优良的电学、热学以及光学等方面的特性引起人们的极大关注.与传统的半导体材料不同,石墨烯材料不仅具有超宽带的可饱和吸收性能,同时还具备超快的饱和恢复时间与较低的饱和能流,理论上可用于从可见光到远红外波长范围内的激光器锁模.目前,石墨烯锁模激光器研究主要集中在1 μm至1.5μm近红外光谱区域,但石墨烯所具备的超宽带可饱和吸收特性使之成为一种在中红外光谱区非常有吸引力的潜在锁模元件.2μm人眼安全激光波段毗邻目前锁模激光技术最为成熟的1μm波段,该波段超快激光在超快时间分辨分子光谱学、中远红外光参量泵浦、多光子显微镜,半导体材料微加工等领域都有着非常重要的潜在应用,是近年来各国激光研究领域的一个热点.我们利用化学气相沉积(CVD)方法生长的大尺寸高质量石墨烯成功制备了石墨烯可饱和吸收镜,在2 μm波段实现了稳定的飞秒连续锁模激光脉冲输出,脉冲宽度729 fs,重复频率98.7 MHz,中心波长2018nm,平均功率60 mW.实验结果证明了石墨烯是一种理想的中红外宽带可饱和吸收材料,可用于中红外波段激光器锁模.
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最大测程作为评估测距性能的综合性指标,成为影响武器系统作战效能的重要因素,越来越受到重视.研制满足作战效能的远程激光测距系统成为当前激光测距装备研究的热点和难点.传统方法是采用Cr4+∶YAG被动调Q窄脉宽种子源,主振荡功率放大器(MOPA)方式实现,但Cr4+∶YAG被动调Q外触发与出光时间抖动为μs量级,不满足抖动要求.KD*P电光调Q虽然能满足抖动要求,但体积太大,而且很容易潮解,不满足外场
3～5μm波段的中红外激光位于大气层的透射窗口波段,该波段激光源在激光雷达、遥感、医疗诊断、环境监测、空间光通讯、激光光谱学研究以及光电对抗等领域均有重要的应用,因此中红外激光逐渐成为研究的热点.本文在通过光参量振荡(OPO)方式获得10瓦级中波输出方面进行了探讨,即以2μm脉冲激光作为OPO泵浦源,以Ⅰ类相位匹配的磷化锗锌(ZGP)晶体为OPO工作物质实现高功率3～5 μm多波长激光输出.2μm
皮秒激光以其更高的的峰值功率和相对简单、稳定的结构在非线性光学、激光光谱学、生物医学、精密打孔、特种材料微加工、卫星激光测距等领域都得到了大量的应用.采用被动锁模技术的皮秒激光振荡器输出一般只有瓦级，单脉冲能量在纳焦量级，远不能满足实际应用的需求，必须对其进行放大.若想获得微焦以上量级的皮秒脉冲，通常采用多程放大以及再生放大两种方式.多程放大需要复杂耦合的结构，且单程增益较小，更适合连续脉冲序列的
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眼安全2μm波段固体激光器处于大气中H2O和CO2的吸收峰,在医疗、军事、材料加工等领域都有广泛的应用前景.其中掺Tm激光器是获得2μm激光输出的有效途径之一.Tm∶CaYAlO4的本征荧光寿命相对比较长,并且具有非常宽的吸收和发射光谱.热导率比较大,沿a轴切割和沿c轴切割的热导率分别为3.6 W/m/K和3.2 W/m/K.基质材料CaYAlO4的无序晶体结构,光谱将显现非均匀展宽现象,有利于实
太阳光泵浦激光器作为空间太阳能电站的一种重要实现途径，近年来受到广泛关注。本文基于现有二级汇聚系统，在Tracepro软件中建立太阳光泵浦激光器泵浦系统模型。通过改变泵浦系统中各参数模型，分析、优化太阳光泵浦激光器中的泵浦光分布，以获得其中各器件的最佳参数，提高激光输出。通过分析镜面反射和漫反射的不同进光口径泵浦腔，在不同位置的泵浦功率和光强分布，分别获得了金属腔和漫反腔的最佳参数。分析结果与以前
2微米眼安全波长激光光源在生物医学、遥感、激光雷达、自由空间通讯等方面有着广泛的应用.掺Ho3+的固体材料是最主要的2μm激光器的增益介质之一,通常采用掺Tm光纤激光器或固体激光器进行共振泵浦(5I8→5I7).铝酸钇钙(CYA)是一种理想的无序激光基质,较小的受激发射截面及较宽的荧光发射带使Ho3+∶CYA适用于调Q和锁模运转产生高能激光脉冲.本文采用包层泵浦的宽带可调谐掺Tm光纤激光作为共振泵
超短脉冲具有皮秒和飞秒量级的脉冲宽度，高的重复频率和高的峰值功率，在物理、生物学、医学、激光光谱学、光通讯和激光精细加工等众多领域具有广泛的用途。超短脉冲的产生通过锁模来实现，但是通过锁模实现的单脉冲能量比较低，一般通过再生放大技术继续放大，以提供更高的单脉冲能量，在工业加工和科研军事中应用比较广泛。在研究再生放大器中，大量的研究工作放在只放大一个种子光，本实验通过设计再生放大腔实现了多个种子脉冲
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