光纖可飽和吸收體在光纖激光器被動調(diào)Q中的應用進展

陶蒙蒙，諶鴻偉，葉景峰，馮國斌

(激光與物質(zhì)相互作用國家重點實驗室，西安710024； 西北核技術(shù)研究所，西安710024)

脈沖激光器在很多領域都有著無可替代的重要應用，如遙感探測、精密加工和醫(yī)學手術(shù)等[1-3]。由于全光纖結(jié)構(gòu)激光器的諸多優(yōu)點，脈沖激光器的全光纖化一直都是一個重要的發(fā)展趨勢[4-5]。為保持脈沖光纖激光器的全光纖結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)的聲光和電光調(diào)制晶體已集成為光纖器件。各種集成在光纖端面的可飽和吸收體，如半導體可飽和吸收鏡(semiconductor saturable absorber mirror, SESAM)、石墨烯、碳納米管及近幾年興起的硫系2維材料等，也使脈沖光纖激光器的結(jié)構(gòu)更加簡單。

得益于材料本身的可飽和吸收特性，摻雜光纖也可作為可飽和吸收體用于對激光器的脈沖調(diào)制。近年來，基于摻雜光纖的光纖可飽和吸收體(fiber saturable absorber, FSA)逐漸受到了研究人員的重視[6]。1996年，澳大利亞新南威爾士大學的Wu等[7]在實驗中發(fā)現(xiàn)了摻釤光纖的快速開關現(xiàn)象，并于1999年通過理論模擬，提出了利用摻釤光纖作為可飽和吸收體實現(xiàn)對環(huán)形腔摻鉺光纖激光器被動調(diào)Q的巧妙構(gòu)思[8]。理論模擬結(jié)果表明，利用摻釤光纖可實現(xiàn)對摻鉺光纖激光器的穩(wěn)定被動調(diào)Q。但長期以來，由于各種基于新材料的新型可飽和吸收體的快速推出和廣泛使用，F(xiàn)SA并未得到足夠的重視和發(fā)展。事實上，直到2003年才出現(xiàn)首例利用FSA實現(xiàn)激光器時域脈沖調(diào)制的實驗報道[9]。之后，F(xiàn)SA在光纖激光器脈沖調(diào)制領域的應用受到了廣泛關注，并獲得了迅速發(fā)展。2012年，Preda等[10]通過實驗驗證了Wu等關于摻釤光纖作為可飽和吸收體實現(xiàn)對摻鉺光纖激光器被動調(diào)Q的設想。……