拓撲絕緣體鎖模拉曼光纖雷射產生機理及實驗研究

《拓撲絕緣體鎖模拉曼光纖雷射產生機理及實驗研究》是依託深圳大學，由劉軍擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：拓撲絕緣體鎖模拉曼光纖雷射產生機理及實驗研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：劉軍
• 依託單位：深圳大學

項目摘要

1.6-1.8 μm被動鎖模超短脈衝雷射在光通信、大氣監測、生物醫學、國防等領域具有重要套用，但因缺少合適的雷射增益介質和非線性可飽和吸收器件，該波段的超短脈衝雷射一般難於直接產生。本項目擬針對1.6-1.8 μm特定波段超短脈衝雷射的套用需求，結合拓撲絕緣體的寬頻非線性可飽和吸收特性，提出拓撲絕緣體可飽和吸收體鎖模拉曼光纖雷射器的技術路線。與傳統稀土離子摻雜類鎖模雷射器脈衝建立過程不同，拉曼過程的能量轉移和雷射增益具有瞬時性，本項目將實驗研究拓撲絕緣體的寬頻可飽和吸收特性，探索拓撲絕緣體超快恢復時間、調製深度等參數對的拉曼光纖雷射光源的鎖模啟動和脈衝建立過程的影響，揭示拓撲絕緣體各巨觀參數與拉曼鎖模脈衝時域頻域特性的內在關係；在此基礎上製備參數合適的拓撲絕緣體鎖模器件，最終實現1.6-1.8 μm波段穩定、寬調諧的超短鎖模脈衝雷射輸出。

結題摘要

1.6-1.8 μm被動鎖模超短脈衝雷射在光通信、大氣監測、生物醫學、國防等領域具有重要套用，但因缺少合適的雷射增益介質和非線性可飽和吸收器件，該波段的超短脈衝雷射一般難於直接產生。本項目針對1.6-1.8 μm特定波段超短脈衝雷射的套用需求，結合拓撲絕緣體的寬頻非線性可飽和吸收特性，提出拓撲絕緣體可飽和吸收體鎖模拉曼光纖雷射器的技術路線。項目執行期間取得的主要進展和成果包括：成功製備出高性能拓撲絕緣體用於拉曼鎖模，實現了穩定的基於拓撲絕緣體可飽和吸收器件的百皮秒諧波鎖模脈衝序列，並與基於非線性偏振旋轉的拉曼鎖模進行比較，探索拓撲絕緣體超快恢復時間、調製深度等參數對拉曼光纖雷射光源的鎖模啟動和脈衝建立過程的影響，揭示了拓撲絕緣體各巨觀參數與拉曼鎖模脈衝時域頻域特性的內在關係；在基本完成項目計畫和指標的基礎上，將拓撲絕緣體可飽和吸收體的工作波長進一步拓展到3μm波段，實驗研究了中紅外可調諧Er:ZBLAN調Q和鎖模光纖雷射器，並獲得了寬波長範圍可調的穩定脈衝序列輸出，進一步驗證拓撲絕緣體寬頻工作特性和超快恢復特性。通過本項目的研究，對基於受激拉曼散射（SRS）非線性增益的新型雷射器的鎖模機理有了更深刻的認識，同時對拓撲絕緣體在特定波段的飽和吸收特性提供理論和實驗依據，為發展新型特殊波段寬調諧超短超快光纖雷射器件起到了參考和借鑑作用。基於項目執行期取得的進展和成果共發表高水平SCI論文13餘篇，申請獲得國家級、省部級項目共3項，培養碩士生2名、博士生1名。