一种基于二硒化锡可饱和吸收体的锁模脉冲激光器的制作方法

本实用新型涉及一种基于二硒化锡可饱和吸收体的锁模脉冲激光器，属于脉冲激光技术领域及非线性光学领域。

背景技术：

近年来，各种二维材料相继出现并被广泛用作可饱和吸收体，片层金属硫化物表现得尤为突出。其最突出的特点是，少片层或体状结构时具有间接带隙，单片层时具有直接带隙，带隙值可以通过片层数灵活地调节。此外，它还具有大调制深度、低饱和吸收光强、大三阶非线性系数、快速响应和恢复时间、高损伤阈值等优秀的光学性质。二硒化锡（tindiselenide，snse2）作为其中的一员，展现了优秀的电学、光学和热学性质，广泛用于晶体管、光电探测器、超级电容、太阳能电池等诸多领域，二硒化锡纳米片可使用用液相剥离法通过超声波技术制备，将snse2嵌入到pva基质中制成光纤兼容的饱和吸收体，研究基于snse2-pva可饱和吸收体的锁模激光器具有重要的意义。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有技术中存在的问题，提供一种可获得高能量脉冲激光，实现飞秒级的脉冲激光输出的激光器。

为了达到上述目的，本实用新型提出的技术方案为：一种基于二硒化锡可饱和吸收体的锁模脉冲激光器，包括半导体激光器、耦合透镜组、yb:sys晶体，第一平凹镜、第二平凹镜、平面反射镜、二硒化锡可饱和吸收体和输出镜；所述半导体激光器发射的连续光中心波长为979nm，所述连续光依次透过耦合透镜组和yb:sys晶体后入射到第一平凹镜，经第一平凹镜反射至第二平凹镜，然后经第二平凹镜反射至平面反射镜，再经平面反射镜反射至二硒化锡可饱和吸收体，反射光透过二硒化锡可饱和吸收体后经输出镜输出波长为1066nm的锁模脉冲激光。

对上述技术方案的进一步设计为：所述yb:sys晶体朝向耦合透镜组的一面镀有979nm增透膜和1066nm高反膜，朝向第一平凹镜的一面镀有1066nm增透膜。

所述第一平凹镜朝向第二平凹镜的凹面镀有1066nm高反膜。

所述第二平凹镜朝向反射镜的凹面镀有1066nm高反膜。

所述平面反射镜朝向二硒化锡可饱和吸收体的一面镀有1066nm高反膜。

所述输出镜朝向二硒化锡可饱和吸收体的一面镀有1066nm高反膜。

所述输出镜的透射率为5%。

本实用新型的技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

本实用新型提供的脉冲激光器中的二硒化锡在1064nm波长具有较好的饱和吸收性，同时还具有高非线性系数，可以促成多波长工作模式的实现。

相较于sesams，二硒化锡的成本更加低廉。

二硒化锡是有潜力的可饱和吸收体材料，具有较好的稳定性和可饱和吸收特性，可以应用于超快固体激光领域以获得锁模脉冲或可调的双波长脉冲；用做可饱和吸收体可获得高能量脉冲激光，实现飞秒级的脉冲激光输出。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

图中：1-半导体激光器，2-耦合透镜组，3-yb:sys晶体，4-第一平凹镜，5-第二平凹镜，6-平面反射镜，7-二硒化锡可饱和吸收体，8-输出镜。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

实施例

如图1所示，一种二硒化锡可饱和吸收体的锁模脉冲激光器，包括依次连接的半导体激光器1、耦合透镜组2、yb:sys晶体3，第一平凹镜4、第二平凹镜5、反射镜6、二硒化锡可饱和吸收体7和输出镜8。耦合透镜组2和yb:sys晶体3从左至右依次设置于半导体激光器1输出端的右侧，第一平凹镜4设置于yb:sys晶体3右侧，第一平凹镜4的凹面与yb:sys晶体3和第二平凹镜5的凹面相对，平面反射镜6的反射面朝向第二平凹镜5的凹面和二硒化锡可饱和吸收体7的输入端，二硒化锡可饱和吸收体7的输出端朝向输出镜8，二硒化锡可饱和吸收体7与输出镜8平行设置，本实施例中各部件的设置形成“w”字型谐振腔。

本实施例中，半导体激光器1发射的连续光中心波长为979nm；所述yb:sys晶体3朝向耦合透镜组2的一侧s1面镀有979nm增透膜和1066nm高反膜，镀高反膜可使激光在w型腔内进行振荡，镀增透膜为减少损耗；yb:sys晶体3朝向第一平凹镜4的一侧s2面镀有1066nm增透膜。第一平凹镜4的r=500mm，朝向第二平凹镜5的凹面镀有1066nm高反膜；第二平凹镜5的r=500mm，朝向平面反射镜6的凹面镀有1066nm高反膜；反射镜6朝向二硒化锡可饱和吸收体7的一面镀有1066nm高反膜；输出镜8朝向二硒化锡可饱和吸收体7的一面镀有1066nm高反膜，透射率为5%。

本实施例的激光器工作过程如下：

半导体激光器1产生979nm连续光射向耦合透镜组2，再透过yb:sys晶体3输出1066nm连续光，连续光经过第一平凹镜4的第一次反射射向第二平凹镜5，第二平凹镜5再次反射射向平面反射镜6，经平面反射镜6第三次反射后射向二硒化锡可饱和吸收体7，进入二硒化锡可饱和吸收体7后经过输出镜8，由输出镜8输出波长为1066nm的锁模脉冲激光。

本实施例中，半导体激光器1为带尾纤输出的激光器：中心波长为979nm，最大输出功率为20w，光纤芯径和数值孔径分别为400μm和0.22；

yb:sys晶体3中yb³⁺掺杂浓度0.5%；用铟箔包裹放在一紫铜水冷装置中，尺寸为3×3×5mm³。

二硒化锡可饱和吸收材料的工作原理是：可饱和吸收体材料对腔内激光的吸收会随光场强度而变化，当光强较弱时对光吸收强，腔内损耗增大，因此光透过率很低。随着光强的增大，snse2-pva对光的吸收减弱，腔内损耗减小，当光强超过特定值时吸收饱和，光透过率可达100%，使得光强在获得最大激光脉冲的同时受到最小的损耗，输出强脉冲激光。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质，在本实用新型的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均在本实用新型技术方案的保护范围之内。

技术特征：

1.一种基于二硒化锡可饱和吸收体的锁模脉冲激光器，其特征在于：包括半导体激光器、耦合透镜组、yb:sys晶体，第一平凹镜、第二平凹镜、平面反射镜、二硒化锡可饱和吸收体和输出镜；所述半导体激光器发射的连续光中心波长为979nm，所述连续光依次透过耦合透镜组和yb:sys晶体后入射到第一平凹镜，经第一平凹镜反射至第二平凹镜，然后经第二平凹镜反射至平面反射镜，再经平面反射镜反射至二硒化锡可饱和吸收体，反射光透过二硒化锡可饱和吸收体后经输出镜输出波长为1066nm的锁模脉冲激光。

2.根据权利要求1所述基于二硒化锡可饱和吸收体的锁模脉冲激光器，其特征在于：所述yb:sys晶体朝向耦合透镜组的一面镀有979nm增透膜和1066nm高反膜，朝向第一平凹镜的一面镀有1066nm增透膜。

3.根据权利要求1所述基于二硒化锡可饱和吸收体的锁模脉冲激光器，其特征在于：所述第一平凹镜朝向第二平凹镜的凹面镀有1066nm高反膜。

4.根据权利要求1所述基于二硒化锡可饱和吸收体的锁模脉冲激光器，其特征在于：所述第二平凹镜朝向反射镜的凹面镀有1066nm高反膜。

5.根据权利要求1所述基于二硒化锡可饱和吸收体的锁模脉冲激光器，其特征在于：所述平面反射镜朝向二硒化锡可饱和吸收体的一面镀有1066nm高反膜。

6.根据权利要求1所述基于二硒化锡可饱和吸收体的锁模脉冲激光器，其特征在于：所述输出镜朝向二硒化锡可饱和吸收体的一面镀有1066nm高反膜。

7.根据权利要求6所述基于二硒化锡可饱和吸收体的锁模脉冲激光器，其特征在于：所述输出镜的透射率为5%。

技术总结
本实用新型涉及一种基于二硒化锡可饱和吸收体的锁模脉冲激光器，包括半导体激光器、耦合透镜组、Yb:SYS晶体，第一平凹镜、第二平凹镜、平面反射镜、二硒化锡可饱和吸收体和输出镜；所述半导体激光器发射的连续光中心波长为979nm，所述连续光依次透过耦合透镜组和Yb:SYS晶体后入射到第一平凹镜，经第一平凹镜反射至第二平凹镜，然后经第二平凹镜反射至平面反射镜，再经平面反射镜反射至二硒化锡可饱和吸收体，反射光透过二硒化锡可饱和吸收体后经输出镜输出波长为1066nm的锁模脉冲激光。该激光器可获得高能量脉冲激光，实现飞秒级的脉冲激光输出。

技术研发人员：常建华;陈恬恬;陈思成;刘海洋;戴腾飞;毛仁祥
受保护的技术使用者：南京信息工程大学
技术研发日：2019.11.29
技术公布日：2020.05.19