氧化石墨烯锁模掺铒光纤激光器：窄线宽皮秒脉冲研究

本文报道了一种基于氧化石墨烯的全光纤结构皮秒脉冲掺铒光纤激光器，利用氧化石墨烯作为可饱和吸收体，实现了稳定的窄线宽激光输出。这种激光器的设计和实现是光学领域的重要进展，特别是在光纤激光技术中。 激光器的核心组成部分是线性谐振腔，它由窄带光纤布拉格光栅和氧化石墨烯可饱和吸收镜构建而成。光纤布拉格光栅用于选择性地反射特定波长的光，而氧化石墨烯则起到了关键的可饱和吸收作用，这种材料在高功率密度下表现出非线性吸收特性，有助于激光脉冲的形成和锁模。 实验结果显示，当抽运功率达到22毫瓦时，激光器可以产生稳定的重复频率为5.82 MHz的锁模激光脉冲。这些脉冲的宽度仅为87 picoseconds（皮秒），表明其具有极短的脉宽特性，适合于高速数据通信、精密测量和超快光谱学等领域。激光的中心波长位于1549.3纳米，3 dB谱宽为0.06纳米，这意味着激光的线宽非常窄，具有高光谱纯度。同时，信噪比达到了66分贝，显示出良好的信号质量。 这种基于氧化石墨烯的被动锁模掺铒光纤激光器设计，不仅简化了激光器的结构，降低了成本，还提升了激光性能。氧化石墨烯作为一种新型的光学材料，其独特的性质如高强度、大比表面积和良好的光学非线性，使其成为光纤激光器领域的新宠。通过优化材料制备工艺和激光器结构，未来有望进一步提升激光器的性能，例如提高输出功率、降低脉冲宽度和改善稳定性。 此外，该研究对掺铒光纤激光器的被动锁模机制进行了深入探讨，这涉及到激光振荡器中的动态稳定性和复杂非线性动力学。被动锁模是激光器产生超短脉冲的一种有效方法，它通过利用激光腔内的非线性效应来控制光场的相位，从而产生周期性的光脉冲。这种锁模机制对于理解和开发更先进的光纤激光器系统至关重要。 这篇论文详细介绍了基于氧化石墨烯被动锁模的掺铒光纤激光器的工作原理、设计与实验结果，展示了氧化石墨烯在激光科学中的潜力，并为光纤激光技术的未来发展提供了新的研究方向。