石墨烯的非線性光學特性及其在光纖激光器中的應用.pdf

1、石墨烯的非線性光學特性及其在光纖激光石墨烯的非線性光學特性及其在光纖激光器中的應用器中的應用Thefeaturesofnonlinearopticsofgrapheneitsapplicationinfiberlaser學科專業(yè)：光電子技術研究生：王曉龍指導教師：桑梅副教授天津大學精密儀器與光電子工程學院二零一三年十二月摘要脈沖激光器在工業(yè)加工、非線性頻率變換、生物光子學、光譜分析、醫(yī)療、智能傳感網、通信領域有著廣泛的應用。本文將石墨烯

2、這一新興納米材料作為可飽和吸收體構建到光纖激光器中產生鎖模或者調Q脈沖序列輸出。主要從以下幾個方面進行了理論和實驗研究：1.分析了石墨烯的空間結構及能級特性，研究了精細結構常數α與石墨烯光吸收特性的關系，對不同層數石墨烯的特性進行了分析。2.制備了石墨烯可飽和吸收體薄膜。將石墨烯粉末溶解于有機溶液中，使之均勻分散，采用光誘導沉淀法將石墨烯沉積在光纖端面上，制備了不同的可飽和吸收體薄膜樣品；另外，還用直接轉移法制備了單層石墨烯薄膜樣品。3

3、.對石墨烯薄膜樣品進行了拉曼光譜分析，研究了自制石墨烯薄膜樣品的純凈度、厚度和均勻性。將石墨烯薄層利用旋轉涂覆法制備在兩個石英玻璃片上，利用紅外光譜得到了其透過率譜線，研究石墨烯薄膜作為可飽和吸收體的線性光學吸收特性。同時，還對石墨烯薄膜進行了Z掃描實驗研究，分析了其非線性光學吸收特性。4.進行了基于石墨烯可飽和吸收體的被動調Q光纖激光器實驗研究。將自制的石墨烯可飽和吸收體接入光纖激光器進行被動調Q實驗，研究了不同厚度的石墨烯可飽和吸收

4、體薄膜對調Q光纖激光器的輸出特性的影響。5.研究了石墨烯被動鎖模光纖激光器。構建了一臺石墨烯可飽和吸收體被動鎖模光纖激光器，得到了穩(wěn)定的被動鎖模脈沖序列輸出。提高腔內EDFA的輸出功率，觀察到了諧波脈沖鎖模現象；改變光纖激光器的輸出耦合比，降低腔內能量，可觀察到諧波鎖模被抑制的現象。6.進行了單層石墨烯ErYb共摻雙包層被動鎖模光纖激光器的實驗研究。采用自制的單層石墨烯可飽和吸收體，構建了一套ErYb共摻雙包層光纖激光器，觀察到穩(wěn)定的鎖