镍氧化物纳米粒子饱和吸收器实现的飞秒光纤激光器

"这篇论文介绍了一种基于镍氧化物（NiO）纳米粒子饱和吸收体的飞秒孤子锁模铒掺杂光纤激光器（EDFL）。NiO纳米粒子被嵌入聚氧化乙烯薄膜中，并连接到激光腔内的光纤法兰上。这种NiO-SA显示出39%的调制深度和0.04 MW/cm2的饱和强度。基于铒掺杂活性光纤的环形激光腔，通过管理腔内色散，能够生成具有全宽半最大值（FWHM）的超短脉冲。" 在本文中，作者们展示了一个创新的光纤激光技术，利用镍氧化物纳米粒子作为饱和吸收体来实现飞秒级的孤子锁模操作。这种锁模技术对于激光器的性能提升至关重要，因为它可以产生极短的光脉冲，这些脉冲在科学研究、精密测量、光学通信和医学应用等领域具有广泛应用。 NiO纳米粒子的选择是因为它们具有独特的光学性质，尤其是作为饱和吸收体的能力。当激光脉冲通过含有NiO纳米粒子的介质时，这些粒子会经历吸收饱和效应，即随着输入光强的增加，其对光的吸收会减少。这种现象使得激光能够在保持稳定模式锁定的同时，产生短至飞秒的脉冲。 在实验中，NiO纳米粒子被集成到聚氧化乙烯薄膜中，这允许它们与光纤组件兼容，易于在激光腔内安装。薄膜被附着在光纤法兰上，确保了与激光腔的有效耦合。报告的调制深度为39%，这意味着在达到饱和状态时，吸收的光能减少了近40%，这是实现稳定锁模操作的关键参数。 激光器采用的是环形激光腔设计，其中包含了铒掺杂的光纤，这是一种常用的增益介质，能有效地放大光信号。通过精细管理腔内的色散，可以控制脉冲的形状和宽度，从而生成具有特定FWHM的超短脉冲。色散管理是光纤激光器中的一个重要环节，因为它决定了脉冲的质量和稳定性。 这项工作提供了一种新的方法来构建高性能的飞秒激光器，利用了镍氧化物纳米粒子的独特性质。这种激光器能够产生极短的脉冲，对于需要高时间分辨率的应用具有重要意义，例如非线性光学、生物成像和超快光谱学。同时，这种设计也为开发新型的光纤激光器和优化现有系统的性能提供了新的思路。