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芬兰科学家:纳米碳管让光纤激光器产生脉冲

2009-04-08 11:45
瑾年Invader
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  芬兰科学家最近通过简单的制程结合纳米碳管(carbon nanotube)薄膜与镀银高反射镜,创造出频宽介于1到2μm的饱和吸收子(saturable absorber),这是目前已知频宽最宽的碳管吸收子,意味着目前常用的波长为1、1.5以及2μm的光纤激光器,皆可以使用此种饱和吸收子。

  以纳米碳管饱和吸收子让光纤激光器产生锁模的研究报告,在过去五年并不罕见,然而这些吸收子都只能针对某一特定波长。坦佩雷科技大学(Tempere University of Technology)的Samuli Kivistö指出,碳管饱和吸收子的吸收特性取决于碳管的直径分布,他们的饱和吸收子大小约1 cm2,是以直径为1.2到1.8 nm的碳管制成,因此具备宽带特性。

  为了制造此种吸收子,研究团队研发出单一步骤干式按压转移法(dry-transfer contact press method),作法是在约80 μm厚的薄膜上沉积致密的单壁式纳米碳管网络,再通过按压使其附着在具有高反射率及宽带的银反射镜表面。Kivistö表示,此制程既简单又便宜,沉积得到的碳管薄膜可以直接使用,不像标准湿式沉积法需还要洗净、分散和过滤等费时的步骤。此外,膜的厚度及吸收特性皆可被良好地控制,且由于未使用聚合物,还具有功率再提升或移至中红外波段的潜力。

  该团对利用相同的纳米碳管吸收子,示范了对波长分别为1.05、1.56及1.99μm的掺镱、铒及铥光纤激光器进行次皮秒级激光锁模。Kivistö指出,他们利用碳纳米管的宽带吸收及银镜的宽带反射制作出小巧又坚固的线性激光腔,其锁模激光平均输出功率约数十mW,对应的功率峰值约1 kW,且尚未观察到饱和吸收子有老化或退化的情况。

  此芬兰团队现正尝试将吸收子的操作波长朝中红外波段推进,另外,研发适于碟型锁模激光的宽带纳米碳管,以及制作材料处理及医疗用的超短脉冲激光系统也在他们的计划中。详见Optics Express 17, p.2358 (2009)。(编辑:于占涛)
 

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