搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

碳纳米管锁模双包层光纤激光器的实验研究

王莎莎 潘玉寨 高仁喜 祝秀芬 苏晓慧 曲士良

引用本文:
Citation:

碳纳米管锁模双包层光纤激光器的实验研究

王莎莎, 潘玉寨, 高仁喜, 祝秀芬, 苏晓慧, 曲士良

Mode-locked double-clad fiber laser with a carbon nanotubes saturable absorber

Wang Sha-Sha, Pan Yu-Zhai, Gao Ren-Xi, Zhu Xiu-Fen, Su Xiao-Hui, Qu Shi-Liang
PDF
导出引用
  • 本文采用双包层掺镱光纤作为增益介质, 用单壁碳纳米管作为饱和吸收体, 获得最高输出功率为336 mW的锁模脉冲激光. 用飞秒激光诱导水击穿法直接在单模光纤上制备出D形区, 通过在D形光纤上滴涂单壁碳纳米管溶液, 成功制备出碳纳米管饱和吸收体, 并对其饱和吸收特性进行测试, 发现其调制深度为27%. 利用该饱和吸收体作为锁模器件,制备出具有环形腔结构的锁模光纤激光器. 当抽运功率为4 W时, 获得了脉宽为93.8 fs, 中心波长为1083.8 nm, 3 dB谱宽为8.6 nm, 重复频率为5.59 MHz, 平均功率为336 mW的飞秒脉冲激光输出.
    In this paper, the mode-locked laser pulse with a maximum power of 366 mW is achieved by using Yb-ions-doped double-clad fiber as the gain medium and single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) as the saturable absorber (SA). The saturable absorber with a modulation depth of 27% is fabricated by spreading the well-dispersed SWCNTs on the D-shaped segment of the fiber, which is directly etched on the standard single-mode fiber by water-assisted femtosecond laser ablation. The ring-cavity structure fiber laser is fabricated based on the SWCNT-SA. The mode-locked pulse width of 93.8 fs, central wavelength of 1083.8 nm, and 3 dB bandwith of 8.6 nm at the repetition rate of 5.59 MHz are obtained in the optimized polarization state under a pump power of 4 W.
    • 基金项目: 山东省自然科学基金(批准号: ZR2010FQ017)、 哈尔滨工业大学科研创新基金(批准号: HIT. NSRIF. 2009146) 和哈工大科技创新团队计划项目资助的课题.
    • Funds: Project supported by the Natural Science Foundation of Shandong Province (Grant No. ZR2010FQ017), the Nature Scientific Research Innovation Foundation (Grant No. HIT.NSRIF.2009146), and the Program of Excellence Team in the Harbin Institute of Technology.
    [1]

    Nishizawa N, Seno Y, Sumimura K 2008 Opt. Express 16 13

    [2]

    Keller U 2003 Nature 424 6950

    [3]

    Lin H H, Lu Z H, Wang J J, Zhang Y, Wang F R, Xu D P, Zhang R, Li M Z, Deng Q H, Luo Y M, Tang J, Ding L 2008 Acta Phys. Sin. 57 5646 (in Chinese) [林宏奂, 卢振华, 王建军, 张颖, 王凤蕊, 许党朋, 张锐, 李明中, 邓青华, 罗意鸣, 唐军, 丁磊 2008 物理学报 57 5646]

    [4]

    Yang L Z, Chen G F, Wang Y S, Zhao W, Ding G L, Xiong H J 2005 Chinese. J. Lasers 32 153 (in Chinese) [杨玲珍, 陈国夫, 王屹山, 赵卫, 丁广雷, 熊红军 2005 中国激光 32 153]

    [5]

    Huang X J, Liu Y Z, Sui Z, Li M Z, Li X, Li H H, Wang J J 2006 Acta Phys. Sin. 55 1191 (in Chinese) [黄绣江, 刘永智, 隋展, 李明中, 李忻, 林宏奂, 王建军 2006 物理学报 55 1191]

    [6]

    Chen H Y 2008 Optical Communication Technology 12 5 (in Chinese) [陈海燕 2008 光通信技术 12 5]

    [7]

    Li J P, Chao S Y, Wu Z B, Wang Y G, Zhang Z G, Wang Q Y, Zhao Y P, Zhu X N 2005 Nanotechnology and Precision Engineering 3 142 (in Chinese) [李建萍, 曹士英, 吴祖斌, 王勇刚, 张志刚, 王清月, 赵友博, 朱晓农 2005 纳米技术与精密工程 3 142]

    [8]

    Liu P Z, Hou J, Zhang B, Chen J B 2011 Chinese. J. Lasers 38 0702017 (in Chinese) [刘鹏祖, 侯静, 张斌, 陈金宝 2011 中国激光 38 0702017]

    [9]

    Iijima S 1991 Nature 354 6348

    [10]

    Li W Z, Wen J G, Senett M 2003 Chem. Phys. Lett. 368 3

    [11]

    Ebbesen T W, Lezec H J, Hiura H 1996 Nature 382 6586

    [12]

    Kieu K, Mansuripur M 2007 Opt. Express 32 2242

    [13]

    Sun Z, Hasan T, Ferrari A C P 2012 Hysica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures 44 1082

    [14]

    Sze Y, Hiroshi Y, Yuichi T 2004 IEEE J. Sel. Top. Quantum Elect. 10 1

    [15]

    Valle G D, Osellame R, Galzerano G 2006 Appl. Phys. Lett. 89 23

    [16]

    Im J H, Choi S Y, Rotermund F 2010 Opt. Express 18 21

    [17]

    Zhao H M, Lou Q H, Zhou J, Dong J X, Wei Y R, Wang Z J 2008 Acta Phys. Sin. 57 3525 (in Chinese) [赵宏明, 楼褀洪, 周军, 董景星, 魏运荣, 王之江 2008 物理学报 57 3525]

    [18]

    Dong X L, Xiao H, Ma Y X, Zhou P, Gou X F 2012 Acta Phys. Sin. 61 064207 (in Chinese) [董小林, 肖虎, 马阎星, 周朴, 郭少峰 2012 物理学报 61 064207]

    [19]

    Ren G J, Wei Z, Yao J Q 2009 Acta Phys. Sin. 58 941 (in Chinese) [任广军, 魏臻, 姚建铨 2009 物理学报 58 941]

    [20]

    Li Y, Qu S L 2011 Opt. Express 36 4236

  • [1]

    Nishizawa N, Seno Y, Sumimura K 2008 Opt. Express 16 13

    [2]

    Keller U 2003 Nature 424 6950

    [3]

    Lin H H, Lu Z H, Wang J J, Zhang Y, Wang F R, Xu D P, Zhang R, Li M Z, Deng Q H, Luo Y M, Tang J, Ding L 2008 Acta Phys. Sin. 57 5646 (in Chinese) [林宏奂, 卢振华, 王建军, 张颖, 王凤蕊, 许党朋, 张锐, 李明中, 邓青华, 罗意鸣, 唐军, 丁磊 2008 物理学报 57 5646]

    [4]

    Yang L Z, Chen G F, Wang Y S, Zhao W, Ding G L, Xiong H J 2005 Chinese. J. Lasers 32 153 (in Chinese) [杨玲珍, 陈国夫, 王屹山, 赵卫, 丁广雷, 熊红军 2005 中国激光 32 153]

    [5]

    Huang X J, Liu Y Z, Sui Z, Li M Z, Li X, Li H H, Wang J J 2006 Acta Phys. Sin. 55 1191 (in Chinese) [黄绣江, 刘永智, 隋展, 李明中, 李忻, 林宏奂, 王建军 2006 物理学报 55 1191]

    [6]

    Chen H Y 2008 Optical Communication Technology 12 5 (in Chinese) [陈海燕 2008 光通信技术 12 5]

    [7]

    Li J P, Chao S Y, Wu Z B, Wang Y G, Zhang Z G, Wang Q Y, Zhao Y P, Zhu X N 2005 Nanotechnology and Precision Engineering 3 142 (in Chinese) [李建萍, 曹士英, 吴祖斌, 王勇刚, 张志刚, 王清月, 赵友博, 朱晓农 2005 纳米技术与精密工程 3 142]

    [8]

    Liu P Z, Hou J, Zhang B, Chen J B 2011 Chinese. J. Lasers 38 0702017 (in Chinese) [刘鹏祖, 侯静, 张斌, 陈金宝 2011 中国激光 38 0702017]

    [9]

    Iijima S 1991 Nature 354 6348

    [10]

    Li W Z, Wen J G, Senett M 2003 Chem. Phys. Lett. 368 3

    [11]

    Ebbesen T W, Lezec H J, Hiura H 1996 Nature 382 6586

    [12]

    Kieu K, Mansuripur M 2007 Opt. Express 32 2242

    [13]

    Sun Z, Hasan T, Ferrari A C P 2012 Hysica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures 44 1082

    [14]

    Sze Y, Hiroshi Y, Yuichi T 2004 IEEE J. Sel. Top. Quantum Elect. 10 1

    [15]

    Valle G D, Osellame R, Galzerano G 2006 Appl. Phys. Lett. 89 23

    [16]

    Im J H, Choi S Y, Rotermund F 2010 Opt. Express 18 21

    [17]

    Zhao H M, Lou Q H, Zhou J, Dong J X, Wei Y R, Wang Z J 2008 Acta Phys. Sin. 57 3525 (in Chinese) [赵宏明, 楼褀洪, 周军, 董景星, 魏运荣, 王之江 2008 物理学报 57 3525]

    [18]

    Dong X L, Xiao H, Ma Y X, Zhou P, Gou X F 2012 Acta Phys. Sin. 61 064207 (in Chinese) [董小林, 肖虎, 马阎星, 周朴, 郭少峰 2012 物理学报 61 064207]

    [19]

    Ren G J, Wei Z, Yao J Q 2009 Acta Phys. Sin. 58 941 (in Chinese) [任广军, 魏臻, 姚建铨 2009 物理学报 58 941]

    [20]

    Li Y, Qu S L 2011 Opt. Express 36 4236

  • [1] 王天赐, 夏乾善, 黄信佐, 王永正, 刘斌, 张晋通, 黎涛. 单壁碳纳米管/聚醚酰亚胺电磁屏蔽薄膜的制备与性能. 物理学报, 2024, 73(17): 178101. doi: 10.7498/aps.73.20240822
    [2] 丁怡, 盛雷梅. 扭转单壁碳纳米管的第一性原理研究. 物理学报, 2023, 72(19): 197302. doi: 10.7498/aps.72.20230566
    [3] 令维军, 夏涛, 董忠, 左银艳, 李可, 刘勍, 路飞平, 赵小龙, 王勇刚. 基于单壁碳纳米管调Q锁模低阈值Tm,Ho:LiLuF4激光器. 物理学报, 2018, 67(1): 014201. doi: 10.7498/aps.67.20171748
    [4] 刘江, 刘晨, 师红星, 王璞. 203W全光纤全保偏结构皮秒掺铥光纤激光器. 物理学报, 2016, 65(19): 194208. doi: 10.7498/aps.65.194208
    [5] 连富强, 樊仲维, 白振岙, 刘一州, 林蔚然, 张晓雷, 赵天卓. 高稳定性、高质量脉冲压缩飞秒光纤激光系统研究. 物理学报, 2015, 64(16): 164207. doi: 10.7498/aps.64.164207
    [6] 连富强, 樊仲维, 白振岙, 余锦, 林蔚然, 张晓雷, 刘迪, 赵天卓. 基于1064 nm光纤皮秒种子源的Nd:YAG再生放大器. 物理学报, 2014, 63(13): 134207. doi: 10.7498/aps.63.134207
    [7] 詹敏杰, 邹育婉, 林清峰, 王兆华, 韩海年, 吕亮, 魏志义, 章建, 唐定远. 钛宝石激光抽运的被动锁模Tm:YAG陶瓷激光实验研究. 物理学报, 2014, 63(1): 014205. doi: 10.7498/aps.63.014205
    [8] 董信征, 于振华, 田金荣, 李彦林, 窦志远, 胡梦婷, 宋晏蓉. 147 fs碳纳米管倏逝场锁模全光纤掺铒光纤激光器. 物理学报, 2014, 63(3): 034202. doi: 10.7498/aps.63.034202
    [9] 李论雄, 苏江滨, 吴燕, 朱贤方, 王占国. 电子束诱导单壁碳纳米管不稳定的新观察. 物理学报, 2012, 61(3): 036401. doi: 10.7498/aps.61.036401
    [10] 赵佩, 郑继明, 陈有为, 郭平, 任兆玉. 单壁碳纳米管吸附氧分子的电子输运性质理论研究. 物理学报, 2011, 60(6): 068501. doi: 10.7498/aps.60.068501
    [11] 秦威, 张振华, 刘新海. 卷曲效应对单壁碳纳米管电子结构的影响. 物理学报, 2011, 60(12): 127303. doi: 10.7498/aps.60.127303
    [12] 张俊, 谭平恒, 赵伟杰. 利用径向呼吸模及其倍频模的共振特性精确测定单壁碳纳米管的电子跃迁能量. 物理学报, 2010, 59(11): 7966-7973. doi: 10.7498/aps.59.7966
    [13] 朱洪涛, 楼祺洪, 周 军, 漆云凤, 董景星, 魏运荣. 千瓦级双包层光纤激光器冷却方案设计理论和实验研究. 物理学报, 2008, 57(8): 4966-4971. doi: 10.7498/aps.57.4966
    [14] 赵宏明, 楼祺洪, 周 军, 董景星, 魏运荣, 王之江. 不同腔结构下的声光调Q双包层光纤激光器特性研究. 物理学报, 2008, 57(6): 3525-3530. doi: 10.7498/aps.57.3525
    [15] 牛志强, 方 炎. 催化剂组分对制备单壁碳纳米管的影响. 物理学报, 2007, 56(3): 1796-1801. doi: 10.7498/aps.56.1796
    [16] 马燕萍, 尚学府, 顾智企, 李振华, 王 淼, 徐亚伯. 单壁碳纳米管在场发射显示器中的应用研究. 物理学报, 2007, 56(11): 6701-6704. doi: 10.7498/aps.56.6701
    [17] 黄绣江, 刘永智, 隋 展, 李明中, 李 忻, 林宏奂, 王建军. 全光纤超短脉冲掺Yb3+光纤环形激光器. 物理学报, 2006, 55(3): 1191-1195. doi: 10.7498/aps.55.1191
    [18] 梁君武, 胡慧芳, 韦建卫, 彭 平. 氧吸附对单壁碳纳米管的电子结构和光学性能的影响. 物理学报, 2005, 54(6): 2877-2882. doi: 10.7498/aps.54.2877
    [19] 张海燕, 陈可心, 朱燕娟, 陈易明, 何艳阳, 伍春燕, 王金华, 刘颂豪. CO2连续激光蒸发制备单壁碳纳米管及其Raman光谱的研究. 物理学报, 2002, 51(2): 444-448. doi: 10.7498/aps.51.444
    [20] 孙建平, 张兆祥, 侯士敏, 赵兴钰, 施祖进, 顾镇南, 刘惟敏, 薛增泉. 用场发射显微镜研究单壁碳纳米管场发射. 物理学报, 2001, 50(9): 1805-1809. doi: 10.7498/aps.50.1805
计量
  • 文章访问数:  6758
  • PDF下载量:  1272
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2012-06-05
  • 修回日期:  2012-07-11
  • 刊出日期:  2013-01-05

/

返回文章
返回