基于新型磁性纳米材料可饱和吸收体的全固态脉冲激光器研究

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近年来,锁模激光器在光纤通信、激光医疗、遥感、光信号处理、军事等领域得到了广泛应用,受到研究人员极大的关注。基于可饱和吸收体的被动锁模技术已成为实现锁模激光的主流。迄今为止,许多类型的可饱和吸收体已成功应用,如半导体可饱和吸收镜、碳纳米管、石墨烯、拓扑绝缘体、过渡金属硫化物等。然而,这些可饱和吸收体仍然存在一些局限性,一定程度上限制了激光器的发展。因此,探索新的饱和吸收体,研究基于新型饱和吸收体的锁模激光器,仍具有重要的实际应用价值。随着纳米技术的迅速发展,磁性纳米材料的优异物理性能引起了人们的广泛关注。此前,磁性纳米颗粒材料作为可饱和吸收材料应用于激光器中已经得到了许多研究人员的肯定。近期,实验人员发现这种材料也可以被制成磁性纳米片材料,在某种意义上,磁性纳米片材料具备了二维材料的性质,使得该类材料相对于纳米颗粒发生了根本性的转变。本文利用这种新型可饱和吸收体——磁性纳米片材料,在全固态Nd:YVO4激光器中实现1342nm被动调Q锁模运转。下面是本文的主要研究内容:1.制备了新型的磁性纳米片材料,并研究了材料性质,重点研究新型磁性纳米片材料的饱和吸收特性。2.理论研究磁性纳米片饱和吸收体的调Q锁模原理,并设计了基于新型饱和吸收体的脉冲激光器。3.实验研究基于磁性纳米片饱和吸收体的新型脉冲激光器,实现了1342nm全固态激光器的调Q锁模运转,并对比研究了基于磁性纳米颗粒材料与磁性纳米片材料的调Q锁模激光器。利用纳米颗粒吸收体实现了脉冲宽度为921ps的脉冲激光输出,利用纳米片吸收体实现了脉冲宽度为558ps的脉冲激光输出。
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