基于石墨烯的1 064nm連續鎖模超短脈沖激光器

史瑞平，白 楊，祁 媚，魏洪鐸，任兆玉，白晉濤

（1.西北大學 光子學與光子技術研究所，陜西 西安710069；

2.陜西省光電技術與功能材料省部共建國家重點實驗室培育基地 國家級光電技術和功能材料及應用國際科技合作基地，陜西 西安710069；3.西北大學 物理學系，陜西 西安710069）

引言

近年來，高平均功率、高重復頻率全固態被動鎖模激光器以其窄脈寬、寬光譜、高功率和高重復頻率等特點被廣泛應用于激光光譜、量子相干控制、醫學、光通信和分子反應動力學等領域。可飽和吸收體作為被動鎖模激光器中的一個核心器件，影響著鎖模脈沖的性能。通常實現被動鎖模的材料主要有半導體可飽和吸收鏡（SESAM）［1－4］和碳納米管（SWCNT）［5－7］等。然而 SESAM 存在生產工藝復雜、生產成本高、可飽和吸收光譜范圍相對較窄等不足之處。而SWCNT存在碳納米管的直徑不可控且對某些特定波長的激光插入損耗增加，導致可飽和吸收效應不明顯等問題。因此，人們一直致力于尋找優秀的新的可飽和吸收材料。石墨烯（graphene）是一種由單層碳原子以sp2雜化軌道組成、六角型呈蜂巢晶格的二維π電子共軛結構的世界上最薄納米材料，自2004年被首次發現后［8］，就以獨特的熱、機械、電子及光學性能和寬光譜范圍內的可飽和吸收特性［9－11］成為國內外研究的熱點。與傳統的SESAM和SWCNT相比，石墨烯沒有禁帶，其飽和吸收特性與波長無關，不僅對全部可見光和近紅外光具有高透射率（單層損耗率2.3%）［12］，而且能夠透射2μm～10 μm的中紅外光（單層損耗率2.9%），并且具有制造比較簡單、成本較低、漂白時間短、損傷閾值高等優點。……