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深圳大学最新研究:掺铒光纤激光器中石墨氮化碳调制短脉冲产生

论论资讯 | 2023-05-01 1热度

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Graphitic carbon nitride modulated short pulse generation in an Erbium-doped fiber laser

Sohail M.; Bibi S.; Ahmed R.; Asghar H.; Khan S.A.; Mehmood I.; Khan N.Z.; Hayat Q.; Ali J.; Baig M.A.; Dianyuan F.; Wang Z.

Published:2023-05-01
DOI:10.1016/j.optmat.2023.113723

研究背景

在当今的社会中,随着科技的不断发展,人们对于光学器件的需求越来越高。然而,传统的光学器件在某些方面存在着不足,例如难以实现短脉冲激光的产生等。因此,科研人员开始寻找新的材料和方法来解决这些问题。

研究内容

在这项研究中,科研人员成功地制造出了几层石墨烯碳氮化物(g-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub>)纳米片,并使用它们制造了基于饱和吸收体(SA)的调Q铒掺杂光纤激光器(EDFL)。研究发现,g-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub>纳米片表现出非线性光学(NLO)特性,能够在1.5微米处产生约4.26%的调制深度。科研人员使用指数匹配胶粘效应将g-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub>纳米片放置在光纤端面上,进而产生了短脉冲激光。研究发现,当泵浦功率增加时,频率从27.2千赫兹增加到108千赫兹,脉冲时间从14.6微秒缩短到4.2微秒。在最高泵浦功率为479.1毫瓦时,最高脉冲能量、峰值功率和平均输出功率分别为48.7纳焦耳、11毫瓦和5.18毫瓦。此外,科研人员还对g-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub>的形态和结构进行了表征,并展示了光致发光(PL)光谱、拉曼光谱、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和紫外漫反射光谱(DRS)等相关数据。研究还证明,g-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub>纳米片在近红外和中红外波段具有重要的非线性光学特性和光调制器件中的重要作用。

研究意义

这项研究的创新点在于,科研人员成功地制造了几层g-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub>纳米片,并将其应用于SA调Q铒掺杂光纤激光器中,实现了短脉冲激光的产生。这为光学器件的发展提供了新的思路和方法。此外,研究还证明了g-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub>纳米片在光学调制器件中的重要作用,为相关领域的研究提供了新的思路和方向。

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