【摘 要】
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近年来,超快光纤激光器在光电子学、超快光子学、光通信等几个领域引起了研究人员极大的兴趣。在获得超快激光方面,目前常采用的方式有主动锁模和被动锁模两种方式。主动锁模包括声光调制和电光调制两种锁模方式,需要在激光腔内加入调制器件,可以获得能量更高,更加稳定的脉冲激光输出。相比于用主动锁模的方式设计的激光器,被动锁模光纤激光器由于具有成本低、结构紧凑、无需额外驱动等优点也引起了越来越多的关注。到目前为止
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近年来,超快光纤激光器在光电子学、超快光子学、光通信等几个领域引起了研究人员极大的兴趣。在获得超快激光方面,目前常采用的方式有主动锁模和被动锁模两种方式。主动锁模包括声光调制和电光调制两种锁模方式,需要在激光腔内加入调制器件,可以获得能量更高,更加稳定的脉冲激光输出。相比于用主动锁模的方式设计的激光器,被动锁模光纤激光器由于具有成本低、结构紧凑、无需额外驱动等优点也引起了越来越多的关注。到目前为止,多种类型可饱和吸收体,例如半导体可饱和吸收镜（SESAM）、石墨烯、拓扑绝缘体、过渡金属硫化物、黑磷等已被证明是产生超快激光的优异光调制器。各式各样的二维材料作为可饱和吸收体在光学性能和产生超快激光的脉冲特性方面有着各自的优势特点,因此在当前研究中,探寻一种光学性能良好的二维材料作为可饱和吸收体是一大重点热点。在本论文中,我们采用了新型铁磁绝缘体Cr2Ge2Te6（CGT）材料作为可饱和吸收体,应用于1.5μm波段被动锁模光纤激光器,成功获得了不同性能的脉冲输出。论文的研究内容主要如下:1.制备了铁磁绝缘体CGT聚乙烯醇薄膜作为可饱和吸收体,对CGT及基于CGT材料的可饱和吸收体的光学特性进行了表征。采用液相剥离的方法,制备了平均厚度约为6.5nm的CGT纳米片的悬浊液,将悬浊液与PVA溶液相混合,经过超声旋涂干燥等步骤,制备了“三明治”结构的CGT-PVA可饱和吸收体。对块状CGT与制备完成的CGT-PVA可饱和吸收体进行表征,测试了其形貌特征、厚度特性、拉曼光谱等特性,并对可饱和吸收体进行了线性透射与非线性饱和吸收特性的测试。2.将CGT可饱和吸收体应用于掺铒光纤激光器中,获得不同特性的锁模脉冲激光。首先在47.68 m的腔长下得到了重复频率为4.31 MHz,脉宽约为1.17 ps,中心波长为1558.8nm的锁模脉冲输出,并且在399.6 m W的泵浦功率下获得了12.02 m W的平均输出功率,对应单脉冲能量为2.79 n J,这说明CGT材料具有良好的热稳定性和较高的热损伤阈值。另外,在138.84 m的腔长下,获得了复频率为1.474 MHz,中心波长分别为1559.37 nm和1561.04 nm的亮暗孤子锁模脉冲,最大平均输出功率为9.418 m W,此时泵浦功率为504.3m W。实验结果证明,CGT材料具有良好的可饱和吸收特性,并且作为可饱和吸收体在被动锁模激光器获得不同特性脉冲激光中具有良好前景。
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