基于石墨烯碲化铋异质结的全固态调Q激光器

基于石墨烯碲化铋异质结的全固态调q激光器
技术领域
1.本实用新型属于激光技术领域，具体而言，涉及一种基于石墨烯碲化铋异质结可饱和吸收体的全固态调q激光器。


背景技术：

2.目前，利用新型二维可饱和吸收体被动调q来实现超短脉冲出是激光技术研究领域的热点之一。石墨烯、碲化铋等二维材料相继被用做可饱和吸收体来实现脉冲激光的产生。然而，这些二维可饱和吸收材料，单独使用时又都表现出各自的缺点，如石墨烯的调制深度较低，碲化铋易产生热聚焦，给其应用带来了局限性。构筑异质结是优化单一可饱和吸收体性能的一种有效手段。石墨烯/碲化铋异质结是由石墨烯和碲化铋复合形成的一种新型材料，会实现二者性能的互补，将其作为可饱和吸收体，会表现出比单纯石墨烯和碲化铋更优异的可饱和吸收性能。并且通过调节吸附在石墨烯上的碲化铋的覆盖率，可有效调节异质结材料的激子动力学和非线性光学性能，能够适应不同波段的高能量、短脉宽超快激光器的实际应用，因此在超快激光领域有巨大的应用潜力。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种基于石墨烯碲化铋异质结可饱和吸收体的全固态调q激光器，以解决背景技术中的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于石墨烯碲化铋异质结可饱和吸收体的全固态调q激光器，包括泵浦源，所述泵浦源的底部固定设置有放置架，所述放置架的一侧固定设置有固定架，所述固定架的内壁固定设置有耦合透镜组，所述固定架的一侧固定设置有组合架，所述组合架内壁的两侧分别固定设置有输入镜m1和输出镜m2。
5.进一步优选地，所述输入镜m1和输出镜m2构成激光谐振腔，所述激光谐振腔内依次放置激光晶体和可饱和吸收体。
6.进一步优选地，所述输入镜m1设置为平面镜，所述输入镜m1靠近耦合透镜组的一面镀有976纳米的增透膜，所述输入镜m1靠近激光晶体的一面镀有1020-1080纳米的高反膜，所述输出镜m2设置为平凹镜，所述输出镜m2 的凹面镀有1020-1080纳米的高反膜，所述输入镜m1与输出镜m2平凹相对。
7.进一步优选地，所述泵浦源为光纤耦合半导体激光器，所述泵浦源的中心发射波长位于976纳米，光纤芯径200微米，数值孔径0.22。
8.进一步优选地，所述激光晶体设置为掺杂浓度为10at％的b-切yb:gab 晶体。
9.进一步优选地，所述可饱和吸收体为涂覆在合适基底上的石墨烯/碲化铋异质结。
10.与现有技术相比，本实用新型提供了一种基于石墨烯碲化铋异质结可饱和吸收体的全固态调q激光器，其具备以下有益效果：
11.(1)通过设置涂覆在合适基底上的石墨烯/碲化铋异质结的可饱和吸收体，可以避
免石墨烯的调制深度较低，碲化铋的成膜不均匀以及容易造成热聚焦的问题，并且石墨烯/碲化铋异质结可以克服二者的缺点，表现出优良的可饱和吸收性能。
12.(2)通过设置材质为石墨烯/碲化铋异质结的可饱和吸收体来降低成本，制备方法简单，成本低，可以实现纳秒脉冲激光输出。
附图说明
13.图1为本实用新型的结构正视示意图；
14.图2为本实用新型的泵浦源结构示意图；
15.图3为本实用新型的组合架结构正视示意图。
16.图中：1、泵浦源；2、放置架；3、固定架；4、耦合透镜组；5、组合架； 6、输入镜m1；7、输出镜m2；8、激光晶体；9、可饱和吸收体；10、增透膜； 11、高反膜。
具体实施方式
17.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
18.请参阅图1-3，本实用新型公开了一种基于石墨烯碲化铋异质结可饱和吸收体的全固态调q激光器，包括泵浦源1，所述泵浦源1的底部固定设置有放置架2，所述放置架2的一侧固定设置有固定架3，所述固定架3的内壁固定设置有耦合透镜组4，所述固定架3的一侧固定设置有组合架5，所述组合架 5内壁的两侧分别固定设置有输入镜m16和输出镜m27。
19.具体的，所述输入镜m16和输出镜m27构成激光谐振腔，所述激光谐振腔内依次放置激光晶体8和可饱和吸收体9。
20.本实施方案中，输入镜m16和输出镜m27构成的激光谐振腔可将泵浦源1 产生的激光聚焦到激光晶体上对其进行泵浦，继而在谐振腔内震荡，直至将可饱和吸收体9漂白，最后由输出镜m2输出调q脉冲
21.具体的，所述输入镜m16设置为平面镜，所述输入镜m16靠近耦合透镜组4的一面镀有976纳米的增透膜10，所述输入镜m16靠近激光晶体8的一面镀有1020-1080纳米的高反膜11，所述输出镜m27设置为平凹镜，所述输出镜m27的凹面镀有1020-1080纳米的高反膜11，所述输入镜m16与输出镜 m27平凹相对。
22.本实施方案中，通过将平凹相对的输入镜m16和输出镜m27的形状以及外覆膜进行设置，确保外覆膜成膜均匀，避免出现热聚焦问题，表现出优良的可饱和吸收性能。
23.具体的，所述泵浦源1为光纤耦合半导体激光器，所述泵浦源1的中心发射波长位于976纳米，光纤芯径200微米，数值孔径0.22。
24.本实施方案中，通过对泵浦源1的设置使得泵浦源1、耦合透镜组4和输入镜m16和输出镜m27组成的激光谐振腔顺序排列成光路，从而确保脉冲激光可以在激光标刻、激光钻孔、激光快速成型等工业加工领域有重要应用，适用范围广。
25.具体的，所述激光晶体8设置为掺杂浓度为10at％的b-切yb:gab晶体。
26.本实施方案中，利用yb:gab晶体的特定增益谱线产生～1微米波长激光，用可饱和
吸收体石墨烯/碲化铋异质结对其进行被动调q，从而保障整体结构的使用。
27.具体的，所述可饱和吸收体9为涂覆在合适基底上的石墨烯/碲化铋异质结。
28.本实施方案中，构筑异质结是优化单一可饱和吸收体9性能的一种有效手段，石墨烯/碲化铋异质结是由石墨烯和碲化铋复合形成的一种新型材料，会实现二者性能的互补，将其作为可饱和吸收体9，会表现出比单纯石墨烯和碲化铋更优异的可饱和吸收性能，能够适应不同波段的高能量、短脉宽超快激光器的实际应用。
29.在使用时，首先泵浦源1发射中心波长为976nm的连续光，连续光经过耦合透镜组4、输入镜m16，聚焦到yb:gab晶体的激光晶体8对其进行泵浦，产生～1微米的连续光，而连续光在输入镜m16和输出镜m27组成的谐振腔内震荡直至将石墨烯/碲化铋异质结可饱和吸收体9饱和，最后由输出镜m27输出调q脉冲激光。
30.综上所述，该基于石墨烯碲化铋异质结可饱和吸收体的全固态调q激光器，通过设置材质为石墨烯/碲化铋异质结的可饱和吸收体9来降低成本，制备方法简单，成本低，可以实现纳秒脉冲激光输出。
31.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。