可饱和吸收体器件及其制备方法、锁模光纤激光器与流程

文档序号:15841420发布日期:2018-11-07 08:29阅读:431来源:国知局
可饱和吸收体器件及其制备方法、锁模光纤激光器与流程

本发明实施例涉及激光器技术领域,尤其涉及一种可饱和吸收体器件及其制备方法、锁模光纤激光器。

背景技术

锁模光纤激光器是指通过在光纤激光器的谐振腔中加入锁模结构进行锁模,进而产生超短脉冲。

目前,锁模结构主要分为主动锁模和被动锁模,被动锁模主要利用光纤中的非线性效应,基于可饱和吸收体完成锁模机制。现有技术中常用的可饱和吸收体有半导体可饱和吸收镜sesam、石墨烯和碳纳米管cnt。

半导体可饱和吸收镜sesam制作工艺复杂,成本高;石墨烯和碳纳米管cnt制备过程繁琐,三阶非线性光学效应不强,响应时间较慢,不利于广泛应用于光纤激光器中。



技术实现要素:

本发明提供一种可饱和吸收体器件及其制备方法、锁模光纤激光器,以简化可饱和吸收体器件的制作工艺,降低其制备成本。

第一方面,本发明实施例提供了一种可饱和吸收体器件,该可饱和吸收体器件包括:

第一光纤;

钙钛矿量子点,附着在第一光纤的第一端的端面上;

第一光纤插头,第一光纤的第一端插入第一光纤插头。

可选的,可饱和吸收器器件还包括:

第二光纤和第二光纤插头,第二光纤的第一端插入第二光纤插头;

第一光纤法兰盘,包括第一连接端口和第二连接端口,第一光纤插头与第一连接端口连接,第二光纤插头与第二连接端口连接。

可选的,第二光纤的第一端的端面上附着有钙钛矿量子点。

可选的,第一光纤的第一端的端面与第一光纤的轴线垂直。

第二方面,本发明实施例还提供了一种可饱和吸收体器件,该可饱和吸收体器件包括:

第一玻璃基板、第二玻璃基板以及夹持于第一玻璃基板和第二玻璃基板之间的钙钛矿量子点;

第三光纤和第三光纤插头,第三光纤的第一端插入第三光纤插头;

第四光纤和第四光纤插头,第四光纤的第一端插入第四光纤插头;

其中,第三光纤插头位于第一玻璃基板远离第二玻璃基板的一侧,第四光纤插头位于第二玻璃基板远离第一玻璃基板的一侧,第三光纤插头和第四光纤插头夹紧第一玻璃基板、第二玻璃基板以及夹持于第一玻璃基板和第二玻璃基板之间的钙钛矿量子点。

可选的,该可饱和吸收体器件还包括第二光纤法兰盘;

第一玻璃基板、第二玻璃基板以及夹持于第一玻璃基板和第二玻璃基板之间的钙钛矿量子点位于第二光纤法兰盘内;

第二光纤法兰盘包括第三连接端口和第四连接端口,第三光纤插头与第三连接端口连接,第四光纤插头与第四连接端口连接。

第三方面,本发明实施例还提供了一种可饱和吸收体器件的制备方法,该制备方法包括:

制备钙钛矿量子点;

提供第一光纤并将钙钛矿量子点附着在第一光纤的第一端的端面上;

提供第一光纤插头并将第一光纤的第一端插入第一光纤插头。

可选的,该制备方法还包括:

提供第二光纤和第二光纤插头,并将第二光纤的第一端插入第二光纤插头;

提供第一光纤法兰盘,第一光纤法兰盘包括第一连接端口和第二连接端口,将第一光纤插头与第一连接端口连接,第二光纤插头与第二连接端口连接。

第四方面,本发明实施例还提供了一种可饱和吸收体器件的制备方法,该制备方法包括:

制备钙钛矿量子点;

提供第一玻璃基板和第二玻璃基板,并将钙钛矿量子点滴注在第一玻璃基板和第二玻璃基板之间;

提供第三光纤和第三光纤插头,将第三光纤的第一端插入第三光纤插头;

提供第四光纤和第四光纤插头,将第四光纤的第一端插入第四光纤插头;

将第三光纤插头和第四光纤插头夹紧第一玻璃基板、第二玻璃基板以及夹持于第一玻璃基板和第二玻璃基板之间的钙钛矿量子点。

可选的,该制备方法还包括:

提供第二光纤法兰盘,第二光纤法兰盘包括第三连接端口和第四连接端口;

将第三光纤插头和第四光纤插头夹紧第一玻璃基板、第二玻璃基板以及夹持于第一玻璃基板和第二玻璃基板之间的钙钛矿量子点,包括:

将第一玻璃基板、第二玻璃基板以及夹持于第一玻璃基板和第二玻璃基板之间的钙钛矿量子点设置于第二光纤法兰盘内;

将第三光纤插头与第三连接端口连接,第四光纤插头与第四连接端口连接。

可选的,制备钙钛矿量子点包括:

将溴化铅和十八烯按照第一预设比例置于加热装置中,并将加热装置加热至第一预设温度后进行抽真空处理,去除加热装置中的氧气和水分;

按照第二预设比例向加热装置中加入油酸和油胺,同时向加热装置中注入惰性气体,保证加热装置中的反应在惰性气体氛围中进行;

将加热装置加热至第二预设温度后加入第一预设体积的油酸铯,经过第一预设反应时间后将加热装置进行降温操作;

将加热装置中的混合物进行离心处理,获取加热装置中的固体物;将固体物溶于甲苯,获得钙钛矿量子点。

第五方面,本发明实施例还提供了一种锁膜光纤激光器,该锁模光纤激光器包括第一泵浦源以及与第一泵浦源连接的第一谐振腔,第一谐振腔中包括可饱和吸收体器件,其中,可饱和吸收体器件包括第一光纤;钙钛矿量子点,附着在所述第一光纤的第一端的端面上;第一光纤插头,所述第一光纤的第一端插入所述第一光纤插头。

可选的,第一谐振腔为第一环形谐振腔,第一环形谐振腔还包括波分复用器、增益光纤、光纤耦合器和光纤环形器;

其中,第一泵浦源与波分复用器的第一输入端连接,波分复用器的输出端通过增益光纤与光纤耦合器的输入端连接,光纤耦合器的第一输出端与光纤环形器的第一端连接,光纤耦合器的第二输出端输出激光,光纤环形器的第三端与可饱和吸收体器件连接,光纤环形器的第二端与波分复用器的第二输入端连接,形成第一环形谐振腔。

可选的,第一谐振腔为线性谐振腔,线性谐振腔还包括波分复用器、增益光纤、光纤耦合器和全反射型布拉格光纤光栅;

其中,第一泵浦源与波分复用器的第一输入端连接,可饱和吸收体器件与波分复用器的第二输入端连接,波分复用器的输出端通过增益光纤与光纤耦合器的输入端连接,光纤耦合器的第一输出端与全反射型布拉格光纤光栅连接,光纤耦合器的第二输出端输出激光,形成线性谐振腔。

第六方面,本发明实施例提供了一种锁膜光纤激光器,该锁模光纤激光器包括第二泵浦源以及与第二泵浦源连接的第二谐振腔,第二谐振腔中包括可饱和吸收体器件,其中,可饱和吸收体器件包括第一光纤;钙钛矿量子点,附着在所述第一光纤的第一端的端面上;第一光纤插头,所述第一光纤的第一端插入所述第一光纤插头;第二光纤和第二光纤插头,所述第二光纤的第一端插入所述第二光纤插头;第一光纤法兰盘,包括第一连接端口和第二连接端口,所述第一光纤插头与所述第一连接端口连接,所述第二光纤插头与所述第二连接端口连接;或者,可饱和吸收体器件包括第一玻璃基板、第二玻璃基板以及夹持于所述第一玻璃基板和所述第二玻璃基板之间的钙钛矿量子点;第三光纤和第三光纤插头,所述第三光纤的第一端插入所述第三光纤插头;第四光纤和第四光纤插头,所述第四光纤的第一端插入所述第四光纤插头;其中,所述第三光纤插头位于所述第一玻璃基板远离所述第二玻璃基板的一侧,所述第四光纤插头位于所述第二玻璃基板远离所述第一玻璃基板的一侧,所述第三光纤插头和所述第四光纤插头夹紧所述第一玻璃基板、第二玻璃基板以及夹持于所述第一玻璃基板和所述第二玻璃基板之间的钙钛矿量子点。

可选的,第二谐振腔为第二环形谐振腔,第二环形谐振腔还包括波分复用器、增益光纤、光纤隔离器、连接光纤和光纤耦合器;

其中,第二泵浦源与波分复用器的第一输入端连接,波分复用器的输出端通过增益光纤与光纤隔离器的输入端连接,光纤隔离器的输出端与可饱和吸收体器件的一端连接,可饱和吸收体器件的另一端通过连接光纤与光纤耦合器的输入端连接,光纤耦合器的第一输出端与波分复用器的第二输入端连接,光纤耦合器的第二输出端输出激光,形成第二环形谐振腔。

可选的,增益光纤包括掺镱光纤、掺铒光纤或掺铥光纤中的任意一种。

可选的,光纤耦合器的分光比为r:1-r,其中,光纤耦合器的输出端输出比例为r的激光。

本发明实施例提供的可饱和吸收体器件以及制备方法、锁膜光纤激光器,其中可饱和吸收体器件包括第一光纤;钙钛矿量子点,附着在第一光纤的第一端的端面上;第一光纤插头,第一光纤的第一端插入第一光纤插头。本发明实施例提供的技术方案,将钙钛矿量子点附着在第一光纤的第一端的端面上,同时将第一光纤的第一端插入第一光纤插头形成可饱和吸收体器件,形成的可饱和吸收体器件具有更强的三阶非线性光学效应以及更快的响应时间,同时由于可饱和吸收体器件结构简单,达到了简化可饱和吸收体器件的制作工艺,降低可饱和吸收体器件的制备成本的有益效果。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种可饱和吸收体器件的结构示意图;

图2是本发明实施例提供的另一种可饱和吸收体器件的结构示意图;

图3是本发明实施例提供的又一种可饱和吸收体器件的结构示意图;

图4是本发明实施例提供的再一种可饱和吸收体器件的结构示意图;

图5是本发明实施例提供的一种可饱和吸收体器件的制备方法;

图6是本发明实施例提供的另一种可饱和吸收体器件的制备方法;

图7是本发明实施例提供的又一种可饱和吸收体器件的制备方法;

图8是本发明实施例提供的一种锁模光纤激光器的结构示意图;

图9是本发明实施例提供的另一种锁模光纤激光器的结构示意图;

图10是本发明实施例提供的又一种锁模光纤激光器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1是本发明实施例提供的一种可饱和吸收体器件的结构示意图,参照图1,该可饱和吸收体器件包括:第一光纤110、钙钛矿量子点120和第一光纤插头130,其中,钙钛矿量子点120附着在第一光纤110的第一端的端面上,第一光纤110的第一端插入第一光纤插头130。

其中,第一光纤插头130的作用为封装附着有钙钛矿量子点120的第一光纤110的第一端面,避免在使用可饱和吸收体器件过程中损伤钙钛矿量子点120。

其中,量子点是一种纳米级别的低维半导体材料,一般为球形或类球形,其直径在2nm-20nm之间。量子点的尺寸小于激子波尔半径,具有很强的量子限域效应,使得激子结合能和振子强度增加,因而,量子点作为可饱和吸收体会具有三阶非线性光学效应强以及的响应时间快的优点。现有技术中,用于制作可饱和吸收体的量子点材料通常为碳纳米管、石墨烯以及二硫化钼等半导体材料。其中,碳纳米管是一种直接带隙一维纳米材料,带隙大小由碳纳米管直径和属性决定,吸收波长由单壁碳纳米管的直径决定,不同直径的碳纳米管混合可实现宽的非线性吸收带。但是,在制备碳纳米管可饱和吸收体过程中,碳纳米管的管径大小控制比较难,从而导致其饱和吸收的波长范围很难进行控制,并且,碳纳米管的管状结构形态存在散射损耗,将碳纳米管可饱和吸收体用于激光器中会使激光器的激光输出功率和效率受到限制。其中,石墨烯是一种二维碳纳米材料,石墨烯可饱和吸收体具有与波长无关的饱和吸收特性,但它在1550nm波段调制深度相对低。

其中,钙钛矿材料是指具有钙钛矿晶体结构的一系列材料,其通用的化学式可用abx3来表示,a通常为有机离子甲胺离子、乙胺离子、甲脒离子或无机离子;b通常为为pb、sn、ge;x通常为cl、br、i。相比于利用半导体材料制作可饱和吸收体,利用钙钛矿材料制作可饱和吸收体具有三阶非线性光学效应更强、响应时间更快以及可饱和吸收带宽更宽的优点。

需要说明的是,钙钛矿量子点是指粒径介于1-10nm之间的钙钛矿材料,钙钛矿量子点兼具钙钛矿材料以及量子点的优点,因而,相比于利用半导体量子点材料制作可饱和吸收体,利用钙钛矿量子点制作可饱和吸收体具有三阶非线性光学效应更强、响应时间更快以及吸收带宽更宽的优点;相比于利用钙钛矿材料制作可饱和吸收体,利用钙钛矿量子点制作可饱和吸收体具有三阶非线性光学效应更强、响应时间更快的优点。

本发明实施例提供的可饱和吸收体器件,通过将钙钛矿量子点作为可饱和吸收器件的可饱和吸收层,并其附着在于光纤端面并封装,保证形成的可饱和吸收体器件具有更强的三阶非线性光学效应以及更快的相应时间,提升了可饱和吸收体器件的性能。同时本发明实施例提供的可饱和吸收体器件结构简单,可以简化可饱和吸收体器件的制作工艺,降低可饱和吸收体器件的制备成本。

图2是本发明实施例提供的另一种可饱和吸收体器件的结构示意图,如图2所示,本发明实施例提供的可饱和吸收体器件可以包括第一光纤110、钙钛矿量子点120、第一光纤插头130、第二光纤210、第二光纤插头230和第一光纤法兰盘310。其中,钙钛矿量子点120附着在第一光纤110的第一端的端面上,第一光纤110的第一端插入第一光纤插头130,第二光纤210的第一端插入第二光纤插头230;第一光纤法兰盘310包括第一连接端口和第二连接端口,第一光纤插头130与第一连接端口连接,第二光纤插头230与第二连接端口连接。这样设置的好处在于,具有该结构的可饱和吸收体器件可两端接入光纤激光器中。

可选的,第二光纤210的第一端的端面上可以附着有钙钛矿量子点,也可以不附着钙钛矿量子点,图2仅以第二光纤210的第一端的端面上不附着钙钛矿量子点为例进行说明。如图2所示,第二光纤210的第一端的端面上未附着有钙钛矿量子点,则可饱和吸收体的厚度为第一光纤110的第一端的端面上钙钛矿量子点的厚度。可以理解的是,若第二光纤210的第一端的端面上附着有钙钛矿量子点,则可饱和吸收体的厚度为第一光纤110的第一端的端面上钙钛矿量子点的厚度与第二光纤210的第一端的端面上钙钛矿量子点的厚度之和。

可选的,第一光纤110的第一端的端面可以与第一光纤110的轴线垂直,即第一光纤110的第一端的端面为具有90°切角的光纤端面,这样设置的好处在于,光可以从第一光纤110垂直入射至钙钛矿量子点120,从而减少光损耗,进而使得应用该可饱和吸收体器件的光纤激光器具有较好的锁模效果。

图3是本发明实施例提供的又一种可饱和吸收体器件的结构示意图。参照图3,该可饱和吸收体器件包括:第一玻璃基板410、第二玻璃基板420、钙钛矿量子点430、第三光纤插头440、第四光纤插头450、第三光纤460和第四光纤470。

其中,钙钛矿量子点430夹持于第一玻璃基板410和第二玻璃基板420之间,第三光纤460的第一端插入第三光纤插头440,第四光纤470的第一端插入第四光纤插头450,第三光纤插头440位于第一玻璃基板410远离第二玻璃基板420的一侧,第四光纤插头470位于第二玻璃基板420远离第一玻璃基板410的一侧,第三光纤插头440和第四光纤插头450夹紧第一玻璃基板410、第二玻璃基板420以及夹持于第一玻璃基板410和第二玻璃基板420之间的钙钛矿量子点430。

本发明实施例提供的可饱和吸收体器件,通过将钙钛矿量子点作为可饱和吸收器件的可饱和吸收层,并其灌注于第一玻璃基板和第二玻璃基板之间,保证形成的可饱和吸收体器件具有更强的三阶非线性光学效应以及更快的相应时间,提升了可饱和吸收体器件的性能。同时本发明实施例提供的可饱和吸收体器件结构简单,可以简化可饱和吸收体器件的制作工艺,降低可饱和吸收体器件的制备成本。

图4是本发明实施例提供的再一种可饱和吸收体器件的结构示意图。在上述实施例的基础上,该可饱和吸收体器件还包括第二光纤法兰盘480。第一玻璃基板410、第二玻璃基板420以及夹持于第一玻璃基板和第二玻璃基板之间的钙钛矿量子点430位于第二光纤法兰盘480内;第二光纤法兰盘480包括第三连接端口和第四连接端口,第三光纤插头440与第三连接端口连接,第四光纤插头450与第四连接端口连接。这样设置的好处在于,通过第二光纤法兰盘480将图4所示的可饱和吸收器件的所有部件牢靠地固定在一起,增强了可饱和吸收器件的可转移性以及实用性。

图5是本发明实施例提供的一种可饱和吸收体器件的制备方法,该制备方法包括:

s110、制备钙钛矿量子点。

具体的,制备钙钛矿量子点可以包括:

将溴化铅和十八烯按照第一预设比例置于加热装置中,并将加热装置加热至第一预设温度后进行抽真空处理,去除加热装置中的氧气和水分;

按照第二预设比例向加热装置中加入油酸和油胺,同时向加热装置中注入惰性气体,保证加热装置中的反应在惰性气体氛围中进行;

将加热装置加热至第二预设温度后加入第一预设体积的油酸铯,经过第一预设反应时间后将加热装置进行降温操作;

将加热装置中的混合物进行离心处理,获取加热装置中的固体物;将固体物溶于甲苯,获得钙钛矿量子点。

示例性的,下面以一种具体的制备工艺进行说明:首先,将69mg的溴化铅和5ml的十八烯置于25ml三口烧瓶中,利用加热套对烧瓶加热至100℃,对烧瓶内的溴化铅和十八烯进行抽真空处理以便去除其中的氧气和水分,为了能更好的去除其中的氧气和水分,在抽真空过程中,利用磁性转子搅拌十八烯溶液,该抽真空处理操作持续时间为约60min。然后,向三口烧瓶内注入惰性气体(例如氩气或氮气)以保证在烧瓶内发生的化学反应是在惰性氛围中进行的,与此同时,将0.5ml油酸和0.5ml油胺注入三口烧瓶内。接下来,将烧瓶加热至150-170℃,待温度稳定后,向烧瓶内注入0.5ml油酸铯,进行化学反应40s后将三口烧瓶冰水浴降温至室温。紧接着,将三口烧瓶内混有钙钛矿量子点的十八烯溶液平均分装到2个10ml的离心管中,每个离心管中分别加入1-1.5ml丙酮,若离心管中溶液不足6ml,则加入正己烷将其补足6ml,将离心管放入离心机中,离心处理5min,离心转速为10krpm。最后,去除离心管内溶液,将离心管内固体物溶于1ml甲苯,将溶有固体物的甲苯置于离心机中离心处理3min,离心转速为4krpm,即可获得钙钛矿量子点溶液,将钙钛矿量子点溶液置于试剂瓶中保存,丢弃剩余的不溶固体物。

需要说明的是,本发明实施例中钙钛矿量子点材料选用的是cspbbr3,cspbbr3制备过程中,各物质的配比在cspbbr3合成中具有重要作用。溴化铅为pb和br的来源,油酸铯为cs的来源,三者的比例关系需要基本满足cs:pb:br=1:1:3,由于pb和br都由溴化铅提供,因此在满足br的同时,pb必然过量,cspbbr3合成后可以通过离心的方式从溶液中分离出来,过量的pb便溶解在溶液中。另外,油酸和油胺的浓度以及两者的体积比在cspbbr3合成中具有重要作用,油酸和油胺主要作为合成中的表面配体,若其浓度太小,则钙钛矿会形成体材料,从而导致不能制备出量子点材料;若其浓度太大,则制备的钙钛矿量子点会被多余的油酸和油胺包覆,导致其不易表现出其本身的特性。同时,合适比例的油酸和油胺可以调节钙钛矿量子点制备中溶液的ph值。此外,溴化铅和油酸铯反应时间的长短将决定合成的钙钛矿量子点的尺寸。若反应时间短,则钙钛矿量子点的尺寸小;若反应时间长,则钙钛矿量子点的尺寸大。而钙钛矿量子点的尺寸与其调制深度相关,调制深度越大,钙钛矿量子点的吸收率越大,对脉冲的窄化效果越好。

s120、提供第一光纤并将钙钛矿量子点附着在第一光纤的第一端的端面上。

具体的,提供第一光纤并将钙钛矿量子点附着在第一光纤的第一端的端面上包括:

提供第一光纤;

将第一光纤的第一端的端面浸入钙钛矿量子点溶液;

将钙钛矿量子点溶液进行退火处理。

示例性的,首先,取一根光纤,此光纤即为第一光纤,利用光纤剥线钳将第一光纤的其中一端的涂覆层剥除约30-40mm的长度,并用酒精纸将裸露出来的光纤擦拭干净,将裸露出来的光纤置于光纤切割刀上,切割该第一光纤使得光纤裸露出来的部分的长度剩余约10mm,同时,该切割端面具有90°切角,此端面即为第一光纤的第一端的端面。值得注意的是,不要让第一光纤的第一端的端面触碰其他的物体,避免其受到污染。然后,对第一光纤的第一端的端面进行酒精超声清洗30s,并用氮气吹干,再进行丙酮超声清洗30s,并用氮气吹干,最后进行异丙醇超声清洗30s,并用氮气吹干。接下来,将清洗干净的第一光纤的第一端的端面浸入钙钛矿量子点溶液中,40s后取出,即完成将钙钛矿纳量子点溶液附着在第一光纤的第一端的端面上。最后,将附着有钙钛矿量子点溶液的第一光纤的第一端的端面在120℃下进行退火处理30min,这样设置的好处在于,可以提高钙钛矿量子点材料的结晶度和晶格取向,进而提高钙钛矿量子点材料的三阶非线性效应和响应速度。

s130、提供第一光纤插头并将第一光纤的第一端插入第一光纤插头。

本发明实施例提供的可饱和吸收体器件的制备方法,由于钙钛矿量子点制备工艺简单、制备成本低廉,因而应用该钙钛矿量子点的可饱和吸收体器件具有制作步骤简单、制备成本低的有益效果。

图6是本发明实施例提供的另一种可饱和吸收体器件的制备方法,该制备方法包括:

s210、制备钙钛矿量子点。

s220、提供第一光纤并将钙钛矿量子点附着在第一光纤的第一端的端面上。

s230、提供第一光纤插头并将第一光纤的第一端插入第一光纤插头,提供第二光纤和第二光纤插头,并将第二光纤的第一端插入第二光纤插头。

s240、提供第一光纤法兰盘,第一光纤法兰盘包括第一连接端口和第二连接端口,将第一光纤插头与第一连接端口连接,第二光纤插头与第二连接端口连接。

本发明实施例提供的可饱和吸收体器件的制备方法,通过将第一光纤插头和第二光纤插头通过第一光纤法兰盘连接在一起,使得可饱和吸收体器件中的钙钛矿量子点的两侧均与光纤连接,达到了便于将该可饱和吸收体器件两端接入光纤激光器中的有益效果。

图7是本发明实施例提供的又一种可饱和吸收体器件的制备方法,该制备方法包括:

s310、制备钙钛矿量子点。

s320、提供第一玻璃基板和第二玻璃基板,并将钙钛矿量子点滴注在第一玻璃基板和第二玻璃基板之间。

示例性的,首先,将第一玻璃基板平置于实验台上,在其远离实验台的一面上散布间隔物,通过加热处理将已散布的间隔物固着在第一玻璃基板上,散布间隔物的作用是在第一玻璃基板和第二玻璃基板之间形成均匀的厚度。然后,将第二玻璃基板平置于实验台上,在其远离实验台的一面上散布封框胶,封框胶中可以加入垫料以便增强封框胶的抗压能力,散布封框胶的作用是防止灌注的钙钛矿量子点溶液泄露出来。然后将钙钛矿量子点溶液滴注入第二玻璃基板的封框胶所围成的区域内,将第一玻璃基板散布有间隔物的一面与第二玻璃基板承载有钙钛矿量子点溶液的一面进行真空贴合。最后,通过紫外照射或加热的方式使封框胶硬化。

需要说明的是,将钙钛矿量子点滴注在第一玻璃基板和第二玻璃基板之间不限于滴下式注入法,在不影响钙钛矿量子点性能的前提下,还可以为其他方式,本实施例对此不作具体限定。

s330、提供第三光纤和第三光纤插头,将第三光纤的第一端插入第三光纤插头,提供第四光纤和第四光纤插头,将第四光纤的第一端插入第四光纤插头。

s340、将第三光纤插头和第四光纤插头夹紧第一玻璃基板、第二玻璃基板以及夹持于第一玻璃基板和第二玻璃基板之间的钙钛矿量子点。

值得注意的是,将第三光纤插头和第四光纤插头夹紧第一玻璃基板、第二玻璃基板的过程中,要保持第三光纤插头中的第三光纤与第一玻璃基板和第二玻璃基板处于垂直状态,要保持第四光纤插头中的第四光纤与第一玻璃基板和第二玻璃基板处于垂直状态,以确保当该可饱和吸收体器件用于光纤激光器中时,光源发出的光在经过该可饱和吸收体器件时损耗较小。

本发明实施例提供的可饱和吸收体器件的制备方法,由于钙钛矿量子点制备工艺简单、制备成本低廉,因而应用该钙钛矿量子点的可饱和吸收体器件具有制作步骤简单、制备成本低的有益效果,并且,由于第一玻璃基板和第二玻璃基板的两面都是平面,利于钙钛矿量子点溶液垂直夹在第三光纤插头和第四光纤之间,进而减小激光通过该可饱和吸收体器件时的损耗。

可选的,该制备方法还可以包括:

提供第二光纤法兰盘,第二光纤法兰盘包括第三连接端口和第四连接端口;

将第三光纤插头和第四光纤插头夹紧第一玻璃基板、第二玻璃基板以及夹持于第一玻璃基板和第二玻璃基板之间的钙钛矿量子点,可以包括:

将第一玻璃基板、第二玻璃基板以及夹持于第一玻璃基板和第二玻璃基板之间的钙钛矿量子点设置于第二光纤法兰盘内;将第三光纤插头与第三连接端口连接,第四光纤插头与第四连接端口连接。

通过第二光纤法兰盘将可饱和吸收器件的所有部件牢靠地固定在一起,增强了可饱和吸收器件的可转移性以及实用性,并且有利于钙钛矿量子点溶液垂直夹在第三光纤插头和第四光纤之间。

图8是本发明实施例提供的一种锁模光纤激光器的结构示意图。参照图8,该锁模光纤激光器包括第一泵浦源500以及与第一泵浦源500连接的第一谐振腔600,第一谐振腔600中包括本发明实施例图1所示的可饱和吸收体器件。

可选的,第一谐振腔600为第一环形谐振腔,第一环形谐振腔还包括波分复用器611、增益光纤612、光纤耦合器613和光纤环形器614,其中,第一泵浦源500与波分复用器611的第一输入端连接,波分复用器611的输出端通过增益光纤612与光纤耦合器613的输入端连接,光纤耦合器613的第一输出端与光纤环形器614的第一端连接,光纤耦合器613的第二输出端输出激光,光纤环形器614的第三端与可饱和吸收体器件615连接,光纤环形器614的第二端与波分复用器611的第二输入端连接,形成第一环形谐振腔。

示例性的,第一泵浦源500是中心波长为974nm半导体激光二极管,泵浦光通过波分复用器611的泵浦端进入增益光纤612,增益光纤612的长度可以为3-5m,增益光纤612可以为掺镱光纤、掺铒光纤或掺铥光纤。然后,经过放大后的光到达光纤耦合器613,光纤耦合器613分光比为r:1-r,0<r<100,其中,分光比可以为10:90或20:80,r%的光输出第一环形谐振腔外,100%-r%的光继续在第一环形谐振腔中运行。接着,剩余的100%-r%的光通过光纤环形器614单向传输至钙钛矿量子点可饱和吸收体器件615,再回到波分复用器611,其中,光纤环形器614用于保证光在第一环形谐振腔610中单向运行。

图9是本发明实施例提供的另一种锁模光纤激光器的结构示意图。参照图9,该锁模光纤激光器包括第一泵浦源500以及与第一泵浦源500连接的第一谐振腔600,第一谐振腔600中包括本发明实施例图1所示的可饱和吸收体器件。

可选的,第一谐振腔600为线性谐振腔,线性谐振腔还包括波分复用器621、增益光纤622、光纤耦合器623和全反射型布拉格光纤光栅624,其中,第一泵浦源500与波分复用器621的第一输入端连接,可饱和吸收体器件625与波分复用器621的第二输入端连接,波分复用器621的输出端通过增益光纤622与光纤耦合器623的输入端连接,光纤耦合器623的第一输出端与全反射型布拉格光纤光栅624连接,光纤耦合器623的第二输出端输出激光,形成线性谐振腔。

示例性的,第一泵浦源500是中心波长为974nm半导体激光二极管,泵浦光通过波分复用器621的泵浦端进入增益光纤622,增益光纤可以为掺镱光纤、掺铒光纤或掺铥光纤。然后,经过放大后的光到达光纤耦合器623,光纤耦合器623分光比为r:1-r,0<r<100,其中,分光比可以为10:90或20:80,r%的光输出线型谐振腔外,100%-r%的光通过单模光纤传输到达全反射型光纤布拉格光栅624,经由全反射型光纤布拉格光栅624反射回的反射光依次通过光纤耦合器623、增益光纤622和波分复用器621到达钙钛矿量子点可饱和吸收体器件625。

图10是本发明实施例提供的又一种锁模光纤激光器的结构示意图。参照图10,该锁模光纤激光器包括第二泵浦源700以及与第二泵浦源700连接的第二谐振腔800,第二谐振腔800中包括本发明实施例图2、3、或4所示可饱和吸收体器件。图10仅以第二谐振腔800中包括本发明实施例图2所示可饱和吸收体器件为例进行说明。

可选的,第二谐振腔800为第二环形谐振腔,第二环形谐振腔还包括波分复用器811、增益光纤812、光纤隔离器813、连接光纤814和光纤耦合器815,其中,第二泵浦源700与波分复用器811的第一输入端连接,波分复用器812的输出端通过增益光纤812与光纤隔离器813的输入端连接,光纤隔离器813的输出端与可饱和吸收体器件816的一端连接,可饱和吸收体器件816的另一端通过连接光纤与光纤耦合器815的输入端连接,光纤耦合器815的第一输出端与波分复用器811的第二输入端连接,光纤耦合器815的第二输出端输出激光,形成第二环形谐振腔。

示例性的,第二泵浦源700是中心波长为半导体激光器,泵浦光通过波分复用器811的泵浦端进入增益光纤812,增益光纤812可以为掺镱光纤、掺铒光纤或掺铥光纤。然后,经过放大后的光到达光纤隔离器813,再经过可饱和吸收体器件816进入连接光纤814,其中,连接光纤814为单模光纤,其长度可以为10m。最后,到达光纤耦合器815,其分光比为r:1-r,0<r<100,其中,分光比可以为10:90或20:80,r%的激光输出第二环形谐振腔外,100%-r%的激光继续在第二环形谐振腔中运行。

其中,若增益光纤812为掺镱光纤,则光纤隔离器813是中心波长为1064nm的高功率应用的光纤到自由空间光纤隔离器;钙钛矿量子点可饱和吸收体器件816的第一激子吸收峰为1550nm;连接光纤814的芯径为6μm,外径为125μm。该锁模光纤激光器能够实现中心波长为1064nm附近的飞秒激光输出。

其中,若增益光纤812为掺铒光纤,则光纤隔离器813是中心波长为1550nm的高功率应用的光纤到自由空间光纤隔离器;钙钛矿量子点可饱和吸收体器件816的第一激子吸收峰为1550nm;连接光纤814是的芯径为9μm,外径为125μm的普通单模光纤。该锁模光纤激光器能够实现中心波长为1550nm附近的飞秒激光输出。

其中,若增益光纤812为掺铥光纤,则光纤隔离器813是中心波长为1980nm的高功率应用的光纤到自由空间光纤隔离器;钙钛矿量子点可饱和吸收体器件816的第一激子吸收峰为1980nm;连接光纤814是的芯径为9μm,外径为125μm的普通单模光纤。该锁模光纤激光器能够实现中心波长为1980nm附近的飞秒激光输出。

需要说明的是,由于钙钛矿材料具有更快的响应速度,因而降低了应用钙钛矿量子点可饱和吸收体器件的锁模光纤激光器的锁模时间;由于钙钛矿材料比半导体材料具有更宽的吸收带宽,因而扩大了应用钙钛矿量子点可饱和吸收体器件的锁模光纤激光器的工作波段。并且,通过调整钙钛矿量子点的尺寸可以实现可饱和吸收体器件调制深度的调节,进而实现锁模光纤激光器输出更窄的脉冲。此外,本发明实施例的任意可饱和吸收体器件体积小,因而减小了应用可饱和吸收体器件的锁模光纤激光器的体积,提高了锁模光纤激光器的便携性。

注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1