被動(dòng)調(diào)Q技術(shù)作為調(diào)Q技術(shù)的一個(gè)重要分支,在激光技術(shù)領(lǐng)域得到重要應(yīng)用。利用新型可飽和吸收器件實(shí)現(xiàn)被動(dòng)調(diào)Q過(guò)程是當(dāng)前的研究熱點(diǎn),簡(jiǎn)要介紹了石墨烯、MXene以及金納米材料的性質(zhì)和優(yōu)點(diǎn),總結(jié)了將這三種材料作為可飽和吸收體應(yīng)用于被動(dòng)調(diào)Q激光器中的研究進(jìn)展。新型材料與被動(dòng)調(diào)Q技術(shù)的結(jié)合,為進(jìn)一步研究被動(dòng)調(diào)Q技術(shù)以及推動(dòng)新材料在被動(dòng)調(diào)Q激光器中的應(yīng)用提供參考。 

【文章來(lái)源】：激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2020,57(15)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：11 頁(yè)

【部分圖文】：

Ti3C2Tx作為可飽和吸收體的1.3μm調(diào)Q脈沖激光器

利用Ti3C2Tx作為SA器件在1μm波段相繼實(shí)現(xiàn)全固態(tài)激光器的脈沖輸出后，2019年Zu等[38]利用Ti3C2Tx作為可飽和吸收體實(shí)現(xiàn)了2μm波段的脈沖輸出，激光工作物質(zhì)為T(mén)m,Gd∶CaF2，實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示，在泵浦功率為2.859W時(shí)，脈寬為2.390μs，重復(fù)頻率為19.61kHz，單脈沖能量為10.61μJ，峰值功率為4.44 W。測(cè)量得到Ti3C2Tx的調(diào)制深度為34.7%，飽和光強(qiáng)度為5.0kW/cm2。實(shí)驗(yàn)中雖然得到了2μm的脈沖輸出，但脈寬是微秒級(jí)，比較寬，且重復(fù)頻率較低。MXene材料Ti3C2Tx作為SA器件可應(yīng)用于被動(dòng)調(diào)Q過(guò)程，而Ti2ALC可被應(yīng)用于光纖激光器中完成被動(dòng)調(diào)Q過(guò)程。2019年Lee等[39]分析了MAX相材料作為可飽和吸收體的可行性。測(cè)量得到制備的SA的飽和強(qiáng)度和調(diào)制深度分別為31.5 MW/cm2和6.3%。實(shí)驗(yàn)裝置如圖3所示，在EDFL環(huán)形腔內(nèi)利用Ti2ALC顆粒和PVA的復(fù)合物制成SA，可獲得1.56μm的調(diào)Q脈沖激光輸出。當(dāng)泵浦功率為74 mW時(shí)，輸出激光的脈寬為4.88μs，重復(fù)頻率為27.45kHz，平均輸出功率為0.62mW，單脈沖能量為22.58nJ。

MXene作為近年來(lái)剛興起的二維材料，屬于類(lèi)石墨烯材料，具有優(yōu)異的光學(xué)性能，但迄今為止其在激光領(lǐng)域的應(yīng)用比較少，處于起步階段，同時(shí)面臨諸多的問(wèn)題：1）當(dāng)泵浦功率增加至5 W左右時(shí)，脈沖輸出開(kāi)始變得不穩(wěn)定，并且SA出現(xiàn)燃燒損壞點(diǎn)；2）基于MXene可飽和吸收體的被動(dòng)調(diào)Q激光器的實(shí)驗(yàn)較少，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)結(jié)果（表2）中輸出光功率過(guò)低，重復(fù)頻率在幾十到一百多千赫茲范圍內(nèi)，重復(fù)頻率較低；3）對(duì)于SA的結(jié)構(gòu)參數(shù)與輸出脈沖激光性能參數(shù)的聯(lián)系尚未明確，需要進(jìn)一步的探究總結(jié)。由此可見(jiàn)，在MXene材料的制備與表征以及將其作為可飽和吸收體實(shí)現(xiàn)脈沖輸出方面仍然需要大量的實(shí)驗(yàn)探究，以充分利用其優(yōu)良的光電性能探索其在光電領(lǐng)域的應(yīng)用。4 基于金納米材料可飽和吸收體被動(dòng)調(diào)Q激光器的研究進(jìn)展

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]High-power passively Q-switched Nd:GdVO4 laser with a reflective graphene oxide saturable absorber[J]. 汪太進(jìn),王江,王勇剛,楊西光,劉思聰,呂瑞東,陳振東.  Chinese Optics Letters. 2019(02)
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[3]Q-switching of waveguide lasers based on graphene/WS2 van der Waals heterostructure[J]. ZIQI LI,CHEN CHENG,NINGNING DONG,CAROLINA ROMERO,QINGMING LU,JUN WANG,JAVIER RODRíGUEZ VáZQUEZ DE ALDANA,YANG TAN,FENG CHEN.  Photonics Research. 2017(05)
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[5]石墨烯被動(dòng)調(diào)Q光纖激光器研究進(jìn)展[J]. 林洪沂,黃曉樺,許英朝,肖旻.  激光與紅外. 2015(10)
[6]Recent advances in MXene: Preparation, properties,and applications[J]. 雷進(jìn)程,張旭,周震.  Frontiers of Physics. 2015(03)
[7]基于金納米棒可飽和吸收體的被動(dòng)調(diào)Q摻鉺光纖激光器[J]. 許陽(yáng),康喆,賈志旭,劉來(lái),趙丹,秦冠仕,秦偉平.  發(fā)光學(xué)報(bào). 2013(12)

博士論文
[1]基于金納米棒可飽和吸收體的鎖模光纖激光器及其應(yīng)用研究[D]. 康喆.吉林大學(xué) 2015
[2]石墨烯、碳納米管可飽和吸收體的制備及其用于被動(dòng)調(diào)Q/鎖模激光器的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 江曼.西北大學(xué) 2013

碩士論文
[1]基于二維材料吸收體的全固態(tài)脈沖激光器研究[D]. 曾英杰.陜西師范大學(xué) 2018
[2]基于金納米材料的被動(dòng)調(diào)Q固體激光器研究[D]. 宋騰.山東大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3468150