大脉冲能量单层CVD石墨烯被动调Q掺镱双包层光纤激光器

吴 健,吴端端,黄义忠,罗正钱,许惠英,蔡志平

(厦门大学 信息科学与技术学院,光电子技术研究所,福建 厦门 361005)

光纤激光器具有转换效率高、体积小、光束质量好、结构紧凑、散热方便等优点,已广泛应用于光纤通信、材料加工、传感等领域[1-3]．尤其是高功率、大脉冲能量、高稳定度的脉冲光纤激光器,在工业加工、医疗、科学研究等领域有着广阔的应用前景[4]．目前,被动调Q由于无需额外的电子Q开关器件,如声光调Q器、电光调Q器,即可较廉价获得高质量的调Q脉冲而备受青睐．被动调Q的关键在于插入到激光谐振腔中的可饱和吸收体,20多年来,已发现多种可饱和吸收体,包括过渡族金属掺杂晶体、半导体可饱和吸收镜(SESAM)、碳纳米管(CNT)等[5-7]．但过渡族金属掺杂晶体由于其块状结构而不利于全光纤化;SESAM虽然恢复时间快,稳定性好,但其制备工艺复杂,成本高;CNT具有价格低廉,超快恢复时间等优点,但其可饱和吸收波长取决于他的管径,且制备时管径可控性差,难以实现真正意义上的全波段可饱和吸收;因此寻找更为有益的可饱和吸收体显得非常必要和迫切．自2004年被发现以来,石墨烯便掀起了世界范围内的研究热潮[8]．由于其独特的二维蜂窝状晶格和零带隙狄拉克锥结构,石墨烯具有独特的光学特性,作为可饱和吸收体时,具有可饱和阈值低、调制深度大、恢复时间快、超宽带可饱和吸收等优势．2009年,Bao等[9]首次将石墨烯作为可饱和吸收体应用于掺铒光纤激光器……