利用WTe2颗粒被动调Q掺镱光纤激光器

本文研究了一种利用WTe2颗粒与光纤侧面抛光部分的蒸发场相互作用实现被动Q开关的掺饵光纤激光器。通过简单的机械剥离方法和胶带制备了WTe2颗粒，并将这些颗粒附着在光纤的平坦侧面上，构建了一个饱和吸收体（SA）。通过这种蒸发场互动，实现了强烈的饱和吸收，其调制深度在1.03微米处约为2.18%。将这个提出的SA集成到全光纤化的掺饵光纤环形腔中，成功产生了稳定的Q切换脉冲。 文章深入探讨了利用二维材料WTe2作为被动Q开关在1微米波长区域的应用潜力。WTe2是一种具有独特电荷迁移率和光学性质的过渡金属二硫化物，因其在光电子学领域的潜在应用而受到关注。通过机械剥离技术，可以得到薄层的WTe2颗粒，这种方法简单且成本较低。将这些颗粒粘附在侧抛光光纤的表面，使得WTe2颗粒与光纤的蒸发场产生相互作用，从而形成一个非线性吸收器。 这种蒸发场相互作用导致的饱和吸收特性是Q开关工作原理的基础。Q开关是通过控制激光腔内的光能积累和释放来产生短脉冲的一种关键组件。在Q开关关闭时，腔内的Q值（谐振腔的品质因子）增加，允许光能在腔内更长时间地累积，能量密度提高；当Q值降低时，光能迅速释放，产生短脉冲。WTe2颗粒的饱和吸收特性使得这种控制过程成为可能，它在高光强下表现出弱吸收，在低光强下则有强吸收。 实验结果显示，所制备的SA在1.03微米波长处的调制深度约为2.18%，这意味着它在腔内光强度达到一定阈值时，能够显著减少对光的吸收。将这个SA集成到掺饵光纤激光器的环形腔中，能够实现稳定、可重复的Q切换脉冲输出，这对于激光雷达、精密测距、光纤通信和其他需要短脉冲光源的光学应用具有重要意义。 这项研究展示了WTe2颗粒在光纤激光器Q开关中的潜在应用，提供了一种新的、基于二维材料的非线性光学组件设计思路。通过优化WTe2颗粒的制备方法和调整激光器参数，未来可能进一步提升Q开关的性能，实现更高功率、更短脉宽的激光输出。