基于石墨烯可饱和吸收体的锁模光纤激光器

石墨烯是一种新兴的仅有单原子层的二维结构材料，具有优异的电、光、热和机械性能，在凝聚态物理、材料科学、化学、纳米科学和超快光学等领域是国际上竞相研究的热点。石墨烯作为饱和吸收体表现出优越的激光锁模性能，与传统的半导体可饱和吸收镜和近来研究较多的单壁碳纳米管相比，它具有调制深度大、可承受的光功率高、无波长选择性等一系列突出的优点。本课题研究基于石墨烯饱和吸收体的锁模光纤激光器，主要工作包括：1、利用自组织还原氧化石墨烯薄膜、光诱导法、化学气相沉积法等三种方法制备出与光纤兼容的石墨烯饱和吸收体，理论和实验研究了基于石墨烯锁模的掺铒光纤孤子激光器及谐波锁模、束缚态等多脉冲现象；2、实验研究了石墨烯的宽带饱和吸收性能，实现了2 微米的铥钬共掺光纤锁模激光器，并研究了石墨烯的抗光损伤特性，表明石墨烯相比单壁碳纳米管具有更高的光损伤阈值；3、数值研究了全正色散光纤激光器的锁模机制，并实验研究了全正色散光纤激光器的脉冲凝相态、孤子雨等耗散孤子现象。研究工作加深了对石墨烯饱和吸收性能和激光器运转特性的认识和理解，发展了多种不同增益介质的锁模光纤激光器，为脉冲激光器的应用提供了有力的支持。