纳米半导体复合薄膜的非线性光学性质及其在激光器中的应用

采用射频磁控溅射技术制备了Ge掺二氧化硅（Ge-SiO₂）和Ge,Al共掺二氧化硅（Ge/Al-SiO₂）两种复合薄膜,并进行了热退火处理形成了纳米Ge镶嵌结构。通过紫外-可见吸收谱测量,确定了两种薄膜中纳米Ge的光学带隙,并采用皮秒激光Z-扫描技术研究了薄膜的非线性光学性质。测试结果显示,在1 064 nm激发下得到的Ge-SiO₂和Ge/Al-SiO₂薄膜的非线性吸收系数分别为-1.23×10^-7 m/V和4.35×10^-8 m/W,前者为饱和吸收,而后者为双光子吸收。把两种薄膜作为可饱和吸收体均可实现1.06 μm激光的被动调Q和被动锁模运转。与Ge-SiO₂薄膜比较,采用Ge/Al-SiO2薄膜可以获得较窄的调Q脉冲和锁模脉冲。最后,理论分析和实验比较了两种薄膜实现被动调Q和锁模的机理。     

石墨烯实现Nd:YVO_4激光器1064nm和1342nm双波长被动调Q

在激光二极管端面抽运的三腔复合镜Nd…YVO4双波长激光器中,通过合理配置两个支腔腔长和输出镜透射率,采用石墨烯分散液作为可饱和吸收体,实现1064nm和1342nm双波长激光被动调Q。当1064nm支腔透射率为20%时,获得脉宽为10.8ns的1064nm脉冲和脉宽为12.5ns的1342nm脉冲,1064nm脉冲在前,两脉冲峰值的时间间隔为16ns;当1064nm支腔透射率为25%时,获得脉宽为11.3ns的1064nm脉冲和脉宽为14.2ns的1342nm脉冲,1342nm脉冲在前,两脉冲峰值的时间间隔为19ns。根据双波长谱线竞争理论和石墨烯对1064nm和1342nm激光的可饱和吸收特性,对上述实验结果给予了合理的理论解释。