Bi2Te3拓扑绝缘体驱动的Nd:YVO4 Q开关脉冲激光器研究

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本文主要探讨了一种新颖的固体激光技术,即利用拓扑绝缘体Bi2Te3作为反射型饱和吸收器实现Nd:YVO4晶体激光器的Q开关调制脉冲锁定(Q-switched mode-locking, QML)操作。这项研究通过采用水热插层/剥落法制备的Bi2Te3材料,实现了对Nd:YVO4激光器的稳定QML控制,这是在1微米波长范围内使用拓扑绝缘体作为饱和吸收器进行被动QML的首次报告。 作者Pingxue Li、Guangju Zhang等人展示了一个显著的成果:当泵浦功率达到6.39瓦时,该激光器的最大输出功率可达到247毫瓦。这一突破性技术不仅提升了激光器的能量转换效率,而且在脉冲宽度方面也取得了优异的表现,最短可达到2微秒,这意味着其时间分辨率极高。此外,激光器的重复频率也达到了151.5千赫兹,显示出极高的脉冲率。 QML在激光技术中的应用是关键,它通过引入一个非线性饱和吸收元件来控制激光输出,从而实现短脉冲的产生,这对于许多领域,如光纤通信、精密测量和材料加工等具有重要意义。Nd:YVO4是一种常见的掺杂Nd离子的yttrium orthovanadate晶体,因其在红外波段的高亮度和可调谐特性而被广泛用于固体激光器中。 本文的工作展示了拓扑绝缘体材料在激光器设计中的潜在价值,特别是作为新型饱和吸收器,可能为未来开发出更高性能、更小型化和更具成本效益的QML激光器开辟了新的路径。然而,尽管取得了这些成就,但仍需进一步研究来优化材料的制备方法、提高QML的稳定性以及扩展到其他光谱区域的应用。 总结来说,这篇论文提供了关于如何利用拓扑绝缘体Bi2Te3实现高效QMLNd:YVO4激光器的技术细节,这对固体激光技术的发展和拓扑材料在光子学领域的应用具有重要的科学价值和潜在的实际应用前景。