石墨烯氧化物-COOH：新型饱和吸收体用于Q开关和模式锁定光纤激光器

"Graphene oxide-COOH 作为新型饱和吸收体在Q开关和模式锁定光纤激光器中的应用" 文章探讨了石墨烯氧化物羧酸（Graphene oxide-COOH），这是一种新颖的二维（2D）层状材料，由于其独特的光学和电子特性，被发现具有激光照射下的光学吸收饱和现象。研究者通过液相剥离方法制备了石墨烯氧化物-COOH分散液，并进一步利用去离子水制造了石墨烯氧化物-COOH聚乙烯醇聚合物复合薄膜。这一创新成果使得稳定Q开关脉冲和模式锁定激光操作成为可能，实现了22.7 MHz的重复频率。 在激光技术领域，Q开关和模式锁定是两种重要的调控手段。Q开关用于控制激光的脉冲宽度和能量，通过改变激光谐振腔的Q值（损耗与增益之比）来实现脉冲的产生。而模式锁定则是通过使激光器产生一系列等间隔、等强度的脉冲序列，实现超短脉冲输出，这对精密测量和高速通信等领域至关重要。 石墨烯氧化物-COOH作为一种新型的饱和吸收体，它的优势在于能够在高能量激光照射下展现出非线性吸收特性。这种特性使得材料能够有效地控制激光的增益和损耗，从而实现Q开关和模式锁定功能。具体来说，当激光功率增加到一定程度时，石墨烯氧化物-COOH的吸收会达到饱和，这可以有效地限制激光腔内的增益，进而触发Q开关效应，产生短暂而高能的激光脉冲。同时，这种材料的非线性吸收特性也使得激光器能够实现模式锁定，产生稳定的超短脉冲序列。 实验结果显示，采用石墨烯氧化物-COOH的激光器能实现22.7 MHz的重复频率，这意味着该系统能在短时间内连续产生大量的激光脉冲，这对于高速通信和数据处理等应用具有极大的潜力。此外，石墨烯氧化物-COOH的制备过程简单，使用液相剥离法可以方便地得到分散液，并可进一步转化为薄膜形式，这为实际应用提供了便利。 石墨烯氧化物-COOH作为一种新型的饱和吸收体材料，不仅展示了其在Q开关和模式锁定光纤激光器中的优异性能，而且因其独特性质和易于制备的特性，为激光技术的发展开辟了新的路径。这项研究对于提高激光系统的性能、拓展其应用领域，尤其是在光通信、生物医学、精密加工和量子信息科学等领域具有深远的影响。