基于氧化石墨烯可饱和吸收体的X型腔锁模全固态激光器的制作方法

基于氧化石墨烯可饱和吸收体的x型腔锁模全固态激光器
技术领域
[0001]
本实用新型属于激光技术及其非线性光学技术领域，具体涉及一种基于氧化石墨烯可饱和吸收体的x型腔锁模全固态激光器。


背景技术：

[0002]
近年来，更多的具有非线性光学响应的纳米材料，如石墨烯、拓扑绝缘体、过渡金属硫化物等，被作为被动调制器件并应用于脉冲激光器。这些新型吸收体材料一般具有吸收波段宽，响应时间快，制备方便简单，价格低廉等优点。氧化石墨烯是一种由二维碳原子层与羟基、羧基、环氧基等含氧官能团共价结合而成的材料。由于纯的石墨烯很难溶于水或有机溶剂，这给石墨烯的研宄和应用带来了很大的局限性，因此，很多科研工作者开始将目光投向基于石墨烯衍生出来的功能化材料：氧化石墨烯。由于具有多种官能团，使go具有亲水性，又由于它属于石墨烯制备过程的中间产物，直接通过石墨的化学剥离得到，因此成本较低，产量也很大，具有很大的应用优势。


技术实现要素：

[0003]
本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于氧化石墨烯可饱和吸收体的x型腔锁模全固态激光器。
[0004]
为实现上述技术目的，本实用新型采取的技术方案为：
[0005]
基于氧化石墨烯可饱和吸收体的x型腔锁模全固态激光器，其中：包括半导体尾纤激光器、耦合透镜组、第一平凹镜、nd：yag晶体、第二平凹镜、反射镜、氧化石墨烯可饱和吸收体和输出镜，其中第一平凹镜、nd：yag晶体、第二平凹镜、反射镜、氧化石墨烯可饱和吸收体和输出镜组成x型谐振腔；
[0006]
所述半导体尾纤激光器产生的连续光穿过耦合透镜组聚焦到第一平凹镜的平面，连续光从第一平凹镜凹面射出依次穿过nd：yag晶体、第二平凹镜、反射镜，所述反射镜将连续光原路反射，依次穿过第二平凹镜、nd：yag晶体、第一平凹镜，所述第一平凹镜凹面将反射增强的连续光反射至氧化石墨烯可饱和吸收体，连续光透过氧化石墨烯可饱和吸收体后射向输出镜，所述输出镜输出锁模脉冲激光；
[0007]
其中，第一平凹镜和第二平凹镜对称分布，且凹面相对。
[0008]
为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
[0009]
进一步地，nd：yag晶体接收入射连续光的一面镀有808nm增透膜，所述nd：yag晶体接收反射连续光的一面镀有1064nm增透膜。
[0010]
进一步地，第一平凹镜平面镀有808nm增透膜和1064nm高反膜。
[0011]
进一步地，第二平凹镜的凹面镀有1064nm高反膜。
[0012]
进一步地，反射镜反射连续光的一面镀有1064nm高反膜。
[0013]
进一步地，输出镜朝向氧化石墨烯可饱和吸收体的一面镀有1064nm的高反膜，透射率为5％。
[0014]
本实用新型的有益效果：
[0015]
1.采用新型可饱和吸收体，制备方法简单成本低，可以实现飞秒、皮秒级的脉冲激光输出。
[0016]
2.纯的石墨烯很难溶于水或有机溶剂，氧化石墨烯具有亲水性，具有较好的稳定性和可饱和吸收特性，
[0017]
3.所选择器件的材质本身在空气中较为稳定，对脉冲激光输出影响小。
[0018]
4.相比于sesams，氧化石墨烯的成本更加低廉且易制备。
[0019]
5.通过空间布局形成x型谐振腔，使连续光增加反射增强的环节，使输出的锁模脉冲激光光强更稳定。
附图说明
[0020]
图1是本实用新型的结构示意图；
[0021]
附图标记为：半导体尾纤激光器1、耦合透镜组2、第一平凹镜3、nd：yag晶体4、第二平凹镜5、反射镜6、氧化石墨烯可饱和吸收体7、输出镜8。
具体实施方式
[0022]
以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细描述。
[0023]
如图1所示，本实用新型为基于氧化石墨烯可饱和吸收体的x型腔锁模全固态激光器，由依次连接的半导体尾纤激光器1、耦合透镜组2、第一平凹镜3、nd：yag晶体4、第二平凹镜5、反射镜6、氧化石墨烯可饱和吸收体7和输出镜8组成；
[0024]
参考图1，本实施例的工作原理是：半导体尾纤激光器1发射中心波长为808nm的连续光，连续光经过耦合透镜组2聚焦到第一平凹镜3的平面，然后经过第一平凹镜3凹面折射进入nd：ya6晶体4，nd：ya6晶体4将808nm的连续光转化为1064nm的连续光，1064nm的连续光经过第二平凹镜5的凹面反射到反射镜6，反射镜6再将连续光原路反射回第一平凹镜3，然后第一平凹镜3将反射增强的连续光反射至氧化石墨烯可饱和吸收体7，连续光透过氧化石墨烯可饱和吸收体7后射向输出镜8，最终输出镜8输出1064nm的锁模脉冲激光。其中：
[0025]
半导体尾纤输出激光器：中心波长为808nm，最大输出功率为35w，光纤芯径和数值孔径分别为400μm和0.22；
[0026]
nd:yag晶体：nd
3+
掺杂浓度0.7％；用铟箔包裹放在一紫铜水冷装置中；左端面ar@808nm&hr@1064nm；尺寸：3
×3×
10mm3；
[0027]
第一平凹镜：hr@1064nm；r＝500mm；
[0028]
第二平凹镜：hr@1064nm；r＝200mm；
[0029]
平面反射镜：hr@1064nm；
[0030]
输出镜：hr@1064nm；透射率为5％。
[0031]
氧化石墨烯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，氧化石墨烯对光的吸收减弱，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。
[0032]
以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。