【摘 要】
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全固态、窄脉宽、高重频的调Q脉冲激光器因其在激光通信、激光医疗、信息传输、军事遥感等领域有着广泛的应用前景而备受关注。采用双损耗调制技术可以进一步压缩脉宽,并提高脉冲波形的对称性。与主被动调Q激光器相比,双被动调Q激光器无需添加电光调制器或声光调制器等主动调Q元件,不仅可以降低成本,而且有助于缩短激光器的腔长,这对于固体激光器在未来向小型化市场发展极为有利。本论文将具备非线性吸收特性的石墨烯量子点
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全固态、窄脉宽、高重频的调Q脉冲激光器因其在激光通信、激光医疗、信息传输、军事遥感等领域有着广泛的应用前景而备受关注。采用双损耗调制技术可以进一步压缩脉宽,并提高脉冲波形的对称性。与主被动调Q激光器相比,双被动调Q激光器无需添加电光调制器或声光调制器等主动调Q元件,不仅可以降低成本,而且有助于缩短激光器的腔长,这对于固体激光器在未来向小型化市场发展极为有利。本论文将具备非线性吸收特性的石墨烯量子点（GQDs）和二硫化钼（MoS2）两种材料制备成双饱和吸收体,并作为Nd:YVO4激光器的调Q器件,研究双被动调Q激光器在1064 nm和532 nm处脉冲激光的输出特性。论文的具体工作内容如下:（1）实验分别采用水热法和锂离子-插层法获取石墨烯量子点溶液和二硫化钼溶液,并将其制备成可饱和吸收体。为验证GQDs-SA和MoS2-SA是否可以作为Nd:YVO4激光器的调Q器件,首先对GQDs与MoS2的表面结构和光学性质进行了研究。其次,通过常规表征手段对薄膜进行了分析。最后,测量了GQDs-SA和MoS2-SA的非线性传输特性,测得其调制深度分别为7.1%和8.4%,饱和强度分别为25.4 MW/cm2和2.5 MW/cm2。（2）设计并搭建了腔长为25 mm的全固态激光器,分别将GQDs-SA和MoS2-SA作为被动调Q器件置于谐振腔内。脉冲激光的起振阈值为1.02 W,增加吸收泵浦功率至7.74 W时,基于GQDs-SA的激光器与基于MoS2-SA的激光器分别获得了脉宽为226ns和262 ns、信噪比为48 d B和46 d B、输出功率为764 m W和687 m W的稳定脉冲激光输出。（3）将GQDs-SA与MoS2-SA同时插入Nd:YVO4激光器中,实现了双被动调Q运转。实验测得该激光器的最大输出功率为595 m W,最高重频为1085 k Hz,信噪比高达44 d B,表明其具有良好的稳定性。此外,该激光器的最短脉宽为180 ns,相较于单被动调Q激光器,实现了脉宽的压缩和脉冲波形对称性的优化。通过在谐振腔内插入PPLN倍频晶体,实现了基于GQDs-SA与MoS2-SA的532 nm双被动调Q脉冲绿光激光输出。
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