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一步转换法制备高性能三层石墨烯饱和吸收镜

2020-01-10

由于超快激光具有较高的时间分辨和极短的脉冲时域宽度,它在科学研究和工业制造等领域具有广泛的应用,如光通信,光谱学,传感,材料和信号处理等方面。目前,超快激光器实现方法主要通过主动和被动锁模技术。主动技术需要引入有源器件,如调制器。相比而言,被动调锁模技术是利用饱和吸收体的非线性饱和吸收作用来实现超快激光,具有成本低,结构紧凑等优点。

由于石墨烯具有超快的间接载流子弛豫和超宽带波长吸收,它可作为一种可饱和吸收体(SA),被广泛应用于超短脉冲光纤激光器中。然而,在单层石墨烯层堆积过程中,不同石墨烯层界面之间会产生非均匀接触从而会降低器件性能。因此,中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所张子旸研究员等报告了通过一步转移过程制备石墨烯可饱和吸收镜的方法,从而提高石墨烯层界面接触的均匀性,得到了三层石墨烯(TLG)比单层石墨烯(SLG)具有更大的调制深度和较低的非饱和损耗。如图一所示,基于三层石墨烯可饱和吸收镜的1550 nm锁模掺铒光纤激光器具有良好的输出特性,其最大输出功率为9.9 mW,斜率效率为2.4 %,脉冲宽度为714 fs。该发现有望为基于石墨烯可饱和吸收体的高性能超短脉冲光纤激光器的发展铺平道路。

图1 实验结果:(a)输出功率vs.泵浦功率。(b)输出光谱。(c)脉冲序列。(d)锁模激光器射频光谱。插图为测试范围为11.1MHz的射频光谱。(e)自相关轨迹。

Realization of high-performance tri-layer graphene saturable absorber mirror fabricated via a one-step transfer process

Cheng Jiang, Xu Wang, Jian Liu, Jiqiang Ning, Changcheng Zheng, Xiaohui Li, Ziyang Zhang

J. Semicond. 2020, 41(1): 012302

doi: 10.1088/1674-4926/41/1/012302

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(来源:半导体学报公众号)



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