石墨烯可饱和吸收体在脉冲光纤激光器中的应用进展

"基于石墨烯可饱和吸收体的脉冲光纤激光器研究进展，王金章，蔡志平，单层石墨烯是一种具有独特电学及光学特性的二维碳材料，对可见光到近红外波段有低线性吸收。石墨烯作为可饱和吸收体，展现出超快响应时间和超宽带工作特性，在光纤激光器领域有广泛应用。" 这篇综述文章详细介绍了单层石墨烯在脉冲光纤激光器中的应用研究进展。石墨烯是一种由碳原子组成的二维材料，因其独特的电学和光学性质而备受关注。在光学应用中，石墨烯对从可见光到近红外光谱范围内的光波只有2.3%的线性吸收，这使得它成为一种理想的光学材料，特别是在非线性光学效应中。 文章着重讨论了石墨烯作为可饱和吸收体的作用。可饱和吸收体是光纤激光器中实现脉冲产生的重要元件，它的功能是通过改变其吸收特性来控制激光的输出模式。当激光强度增加时，石墨烯的吸收会饱和，从而允许激光脉冲通过，实现调Q或锁模操作。调Q技术用于产生高峰值功率、窄脉宽的脉冲，而锁模则可以产生超短脉冲甚至连续光谱的激光输出。 作者团队，特别是厦门大学信息科学与技术学院光电子技术研究所，对基于石墨烯的可饱和吸收体进行了深入研究，包括其在锁模和调Q光纤激光器中的应用。锁模激光器通过在激光腔内引入非线性反馈机制，使得激光输出在时间和空间上形成等间隔的周期性脉冲序列，这些脉冲具有极短的持续时间和高能量密度，广泛应用于时间分辨光谱、超高速通信和生物医学等领域。 调Q激光器则是通过控制激光腔的损耗来产生脉冲，通常通过瞬间改变可饱和吸收体的吸收状态来实现。这种技术能够产生脉冲宽度从纳秒到皮秒不等的激光，适用于各种工业和科研应用，如精密加工、遥感和光谱分析。 文章还概述了近年来该领域的主要进展和挑战，以及厦门大学在石墨烯可饱和吸收体研究方面的成果。这些研究不仅深化了我们对石墨烯光学特性的理解，也为未来开发高性能、宽带、低损耗的光纤激光器提供了新的思路和可能。 关键词涉及到的核心概念包括石墨烯、可饱和吸收体、锁模、调Q以及光纤激光器。这些关键词反映了文章的重点，即探讨石墨烯如何通过其独特的性质改善光纤激光器的性能，特别是在脉冲产生技术中的应用。这项工作为石墨烯在光电子学领域的应用开辟了新的途径，有望推动光纤激光技术的进一步发展。