我院研究生在高脉冲能量超快光纤激光器研究领域获新进展

发布者:物光学院发布时间:2022-04-23浏览次数:10

我院智能光子学团队研究生朱明晓以首位作者在学术期刊《Infrared Physics and Technology》上发表题为“Large-energy mode-locked Er-doped fiber laser based Cr2Si2Te6 as a modulator”的研究论文,介绍了该团队在大脉冲能量超快光纤激光器研究领域的新进展,通讯作者为为张华年副教授和付圣贵教授。

 

近年来,超快光纤激光器在精密加工、生物医疗、航空航天和军事国防等诸多领域发挥着重要的作用。被动锁模技术是获得超快脉冲的关键技术之一,通常是利用材料的可饱和吸收特性实现的。到目前为止,多种二维材料被发现并应用于可饱和吸收体研究,其中包括石墨烯、过渡金属硫化物(TMDs)、拓扑绝缘体(TIs)、黑磷(BP)等。但是,利用这些材料研制的激光器脉冲输出功率往往较低,这主要是由于泵浦功率不高以及可饱和吸收体低损伤阈值和高损耗所导致的,因此探究具有良好光学特性的二维材料显得尤为重要。在锁模光纤激光器中,由于孤子脉冲的能量是有限的,传统孤子的脉冲能量较低通常不大于0.1 nJ,这一缺陷极大限制了其在科学领域的广泛应用。为了突破这种紧凑和低成本脉冲激光器的能量限制,暗孤子、亮暗孤子、孤子雨、耗散孤子、大能量脉冲孤子相继被提出,其中大能量脉冲孤子因其峰值功率高、能量大的特点而受到研究者的广泛关注

Cr2Si2Te6是一种典型的铁磁绝缘体(FIs)其具有0.6 eV的低带隙值呈现层状结构,层与层之间通过范德华力相互作用堆叠在一起,距离为 6.8 Å同时在居里温度低于 32 K时表现出铁磁有序性。课题组通过液相剥离法以及旋涂法制备了CST-PVA可饱和吸收体,其调制深度为4.40%,饱和强度12.51 MW/cm2。将该可饱和吸收体置入环形腔中,通过调节泵浦功率以及偏振控制器(PC)获得稳定的锁模脉冲输出,中心波长为1558.53 nm,重复频率为1.61 MHz。当泵浦功率为1659 mW时,平均输出功率最大,为85.54 mW,单脉冲能量高达53.03 nJ单脉冲能量是目前所报道的基于FIs的光纤激光器中最高水平该研究表明,CST-SA具有良好的光学特性,为今后的研究提供了基础。  

Infrared Physics and Technology》是光学领域的权威Top期刊,被中科院文献情报中心分在2区。本项目受到国家自然科学基金委和山东省自然科学基金委的资助。

 


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