《可見光波段石墨烯調Q/鎖模摻鐠下轉換光纖雷射器研究》是依託廈門大學，由蔡志平擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：可見光波段石墨烯調Q/鎖模摻鐠下轉換光纖雷射器研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：蔡志平
- 依託單位：廈門大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
可見光波段光纖脈衝雷射器在生物醫學、光學感測、精細加工、光譜學等領域具有重要套用。本項目以發展高性能紅、綠、藍光調Q/鎖模脈衝光纖雷射為動機，探索石墨烯在可見光波段的可飽和吸收特性，採用無需倍頻的直接下轉換方式，研究實現新型的石墨烯可見光調Q/鎖模摻鐠光纖脈衝雷射器。主要的研究內容包括：一，研究石墨烯在可見光波段的可飽和吸收特徵及其高功率運轉條件下的調Q/鎖模性能；提出利用兩種製備光纖兼容石墨烯可飽和吸收器件的途徑，以研製調製深度大、插入損耗低、損傷閾值高的可見光石墨烯調Q/鎖模器；二，開展紅、綠、藍石墨烯被動調Q/鎖模Pr:ZBLAN光纖脈衝雷射器的理論分析、數值模擬、最佳化設計和實驗研究，以期大幅度改進被動調Q/鎖模Pr:ZBLAN光纖雷射器的脈衝性能。本項目的研究不僅將深化對石墨烯光電性質及其套用的認識，還將有力促進可見光波段摻鐠光纖脈衝雷射器的開發套用。
結題摘要
脈衝光纖雷射器可廣泛套用於工業、醫療和科研等領域，鎖模和調Q為光纖雷射器中實現脈衝操作的常見技術。雖然新型納米材料的可飽和吸收特性可延伸到可見光領域，但卻未有可見光波段納米材料被動調Q光纖雷射器的報導。本論文從全光纖石墨烯被動調Q雷射器的脈衝輸出性能和納米材料在可見光光纖雷射器中的套用入手，系統研究了基於石墨烯和各種納米材料的可見光被動調Q光纖雷射器，取得了如下研究成果： 針對稀土摻雜氟化物玻璃光纖的易脆共知難題，我們通過大量的實驗，掌握了該光纖的固化和雷射級拋光工藝，結合實驗室開發的可見光波段高品質的光纖端面電漿濺射鍍膜技術，成功地鍍制高質量的光纖腔鏡，為本課題的全光纖可見雷射實驗奠定基礎。採用光纖端面鍍膜的可見光光纖型反射鏡，構建緊湊的可見光光纖雷射器。分別利用紅光、橙光和綠光光纖型輸入輸出鏡，實現了全光纖腔體的635.9 nm紅光、603.5 nm橙光和716 nm深紅光雷射器。通過最佳化紅光光纖雷射器的耦合輸出比，將雷射器的斜效率提升到了59.4%。 首次實現了納米材料在紅光光纖雷射器中的被動調Q操作。如，首次實現了硫化鎢在紅光光纖雷射器中的被動調Q操作，其脈衝重複頻率可調範圍從232.7 kHz到512.8 kHz，最窄脈寬為207 ns；首次研究了基於硒化鉍的被動調Q紅光光纖雷射器，其脈衝重複頻率可調範圍從191.6 kHz到454.5 kHz，最窄脈寬為244 ns；首次實現了黑磷被動調Q紅光光纖雷射器，其脈衝重複頻率可從108.8 kHz連續調諧到409.8 kHz，可調範圍達到300 kHz，最窄脈寬為383 ns；首次將納米金套用於紅光光纖雷射器中獲得被動調Q脈衝，其脈衝重複頻率可調範圍從285.7 kHz到546.4 kHz，最窄脈寬為235 ns。實驗結果表明，納米材料SAs可作為有效的紅光調Q器，且過渡金屬硫化物在我們實驗過程中調Q性能最佳。在橙光和深紅光波段，也實現了類似的調Q運轉實驗。
