基于SESAM锁模和石墨烯锁模的飞秒脉冲掺铒光纤激光器

【摘要】：锁模光纤激光器由于能够产生超短脉冲,在光纤通信、光电传感、非线性光学、生物医学、工业加工等众多领域有着广阔的应用前景。因此,锁模光纤激光器的研究有着重要的学术意义和实际应用意义。被动锁模是产生皮秒或飞秒脉冲的一种有效的方法,其优势在于结构简单、稳定性高、能够自启动。本课题组采用SESAM被动锁模的方法得到了全光纤结构的飞秒脉冲掺铒激光器。泵浦源为中心波长974 nm的半导体激光器,增益介质为3 m长的吸收率为7 dB/m的掺铒光纤,输出端为50%的耦合器,环形腔的总腔长约为5.8 m。当泵浦功率为19 mW时,开始获得重频为34 MHz的稳定锁模。当泵浦功率增加到500 mW时,其最大平均输出功率达到了8 mW,相应的最大单脉冲能量为0.236 nJ,脉冲宽度约为800fs,相应的峰值功率为295 W。该激光器的中心波长为1561 nm,谱线宽度为11.8 nm。采用啁啾脉冲放大技术,在耦合器输出端连接20 m长的单模光纤后输出脉宽展宽为40 ps,通过两级光纤功率放大器后输出功率可达30 W左右,此种脉冲光纤激光器具有实际的工业应用前景。此外,采用同样的腔形结构,我们以石墨烯材料作为可饱和吸收体也得到了超短脉冲光纤激光输出。石墨烯具有价格低廉、制备简单以及光谱响应范围宽等优点,作为新型激光锁模器件,已成为脉冲激光器研究领域的热点之一。基于石墨烯锁模掺铒光纤激光器的性能优化和功率放大工作正在实验中,我们将在大会中做详细的报道。