石墨烯基线性配置脉冲光纤激光器实现

本文主要探讨了一种基于石墨烯的线性腔配置脉冲光纤激光系统的设计与实现。石墨烯作为一种二维碳纳米材料，因其独特的电子结构和光学特性，被应用于激光器的Q开关（Quantum Switch）中，实现了对激光脉冲的精确控制。研究者首先通过光学沉积法和光学镊子效应将石墨烯从溶液中分离出来，这种技术确保了石墨烯的高纯度和均匀性。 石墨烯被沉积在一根光纤套管（fiber ferrule）上，这个光纤套管随后被整合到一个基于铒掺杂ytterbium（Er-Yb）激光器（Erbium-Ytterbium Laser，简称EYL）的线性腔配置中。线性腔设计的优势在于它能够提供高效的光束传输和稳定的光学性能。在这样的系统中，石墨烯作为Q开关的作用体现在其能快速吸收并再辐射激光能量，从而实现对激光脉冲的开启和关闭，形成脉冲模式。 实验结果显示，该基于石墨烯的EYL系统成功地产生了脉冲宽度约为5.9微秒（μs）的激光脉冲，并且具有较高的重复频率，即每秒20千赫兹（kHz）。这表明石墨烯具有出色的开关性能，对于需要高精度和高速度的光通信、材料加工等应用具有潜在价值。 论文的引用和分类代码表明，这项工作涉及到了光学科学和应用领域，特别是与光子学（140.3540）和激光技术（140.3538）密切相关。此外，论文的doi（Digital Object Identifier）为10.3788/COL201210.041405，这可以用于追踪和引用该研究。 这篇研究展示了石墨烯在光子学领域的创新应用，为未来开发高性能、小型化和成本效益高的激光器系统提供了新的可能性。随着对石墨烯性质深入理解的提升，这种材料有望在光纤通信、生物成像、材料表面处理等领域发挥更大的作用。