位于光输入腔镜4的光输出端面的一侧，且并立设置。所述光输入腔镜4、第一反射镜5和第一可饱和吸收镜7形成一“V”形光路，增益介质3位于光输入腔镜4和第一反射镜5之间，所述光输入腔镜4、第二反射镜6和第二可饱和吸收镜8形成另一“V”形光路。由光输入腔镜4进入谐振腔内的光，经过增益介质3能量得到放大，在第一可饱和吸收镜7和第二可饱和吸收镜8之间的光路上运转以形成腔内振荡光。
[0040]本实施例中，第一反射镜5和第二反射镜6均为镀有高反膜的平凹镜，对腔内振荡光具有高反射作用，以形成所述谐振腔内的振荡光光路。可根据光束传播AB(3)矩阵理论来选择第一反射镜5和第二反射镜6的曲率半径，使得增益介质3处的振荡光斑与泵浦光斑能实现良好的模式匹配，并且可对可饱和吸收镜处的振荡光束进行压缩，使到达可饱和吸收镜上的光斑足够小，以满足连续锁模的条件。
[0041]本实施例中，第一可饱和吸收镜7为反射式的、以石墨炔为可饱和吸收体的可饱和吸收镜，对腔内振荡光能够产生自激振荡并具有高反射作用。第二可饱和吸收镜8也以石墨炔为可饱和吸收体，对腔内振荡光具有自激振荡作用，且腔内振荡光能够部分透过。所述谐振腔的第一可饱和吸收镜7和第二可饱和吸收镜8实现和维持腔内光束的稳定振荡，当腔内振荡光能量达到石墨炔可饱和吸收体的饱和吸收阈值时，第一可饱和吸收镜7对振荡光高反，第二可饱和吸收镜8对振荡光部分透射，最终所产生的锁模脉冲由作为光输出腔镜的第二可饱和吸收镜8输出腔外。
[0042]本实施例所述的被动锁模激光器，由可饱和吸收镜实现和维持腔内振荡光的连续锁模，不需要外加反馈电路或调制器，具有较高的运行稳定性和可靠性，并且采用W形谐振腔，结构紧凑，运行稳定，便于商业化推广。
[0043]本实施例中，所述第一可饱和吸收镜7和第二可饱和吸收镜8均以石墨炔为可饱和吸收体，石墨炔(graphdiyne)是1，3_ 二炔键将苯环共轭连接形成二维平面网络结构的全碳分子，具有丰富的碳化学键、大的共轭体系和宽面间距，化学性质稳定。石墨炔具有超强的光转换能力和优异的非线性光学性质，对光具有饱和吸收特性。石墨炔中的狄拉克电子具有线性色散，使其具有较宽的光吸收带，吸收带位于100nm-1600nm之间。所以，将石墨炔作为被动锁模激光器的可饱和吸收体，对光的饱和吸收带宽，从而可拓宽被动锁模激光器的输出光脉冲的波长范围。并且，以石墨炔为可饱和吸收体，可降低可饱和吸收镜的插入损耗，提尚激光效率。
[0044]本实施例所述的第一可饱和吸收镜是以第一半导体布拉格反射镜为底层，表面制备有石墨炔可饱和吸收体薄膜，最上层为一曲率无穷大的平凸反射镜，使其对光具有高反作用。第二可饱和吸收镜以第二半导体布拉格反射镜为底层，表面制备石墨炔可饱和吸收体薄膜，最上层是直接利用半导体与空气的界面作为反射界面，腔内振荡光能够部分透过。
[0045]以石墨炔为可饱和吸收体的可饱和吸收镜的制作方法如下:将石墨炔与聚合物(PVDF，聚偏氟乙烯)溶液混合，利用静电纺丝机制成约1um厚的石墨炔-聚合物复合材料，然后利用旋涂的方法将大尺寸的石墨炔-复合材料样品涂在半导体布拉格反射镜上。
[0046]对于现有的半导体可饱和吸收镜(SESAM)，其制作是采用化学气相沉积(MOCVD)或分子束外延(MBE)生长等技术，制作过程复杂，且生产技术条件要求十分苛刻，使用的设备也都非常昂贵，使其生产成本较高。而本实施例所述的以石墨炔为可饱和吸收体的可饱和吸收镜，制作方法简单，不需要使用太昂贵的操作设备和原料，可使生产成本大大降低。
[0047]以上对本实用新型所提供的一种被动锁模激光器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。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的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种被动锁模激光器，其特征在于，包括在光路方向依次布置的泵浦光源、泵浦耦合装置和谐振腔； 所述谐振腔包括光输入腔镜、增益介质、形成所述谐振腔内振荡光的第一可饱和吸收镜和第二可饱和吸收镜； 所述第一可饱和吸收镜为反射式的、以石墨炔为可饱和吸收体的可饱和吸收镜； 以石墨炔为可饱和吸收体的所述第二可饱和吸收镜作为光输出腔镜。
2.如权利要求1所述的被动锁模激光器，其特征在于，所述第一可饱和吸收镜包括平凸反射镜和表面具有石墨炔薄膜的第一半导体布拉格反射镜； 所述第二可饱和吸收镜为表面具有石墨炔薄膜的第二半导体布拉格反射镜。
3.如权利要求2所述的被动锁模激光器，其特征在于，所述石墨炔薄膜包括石墨炔和聚偏氟乙烯PVDF。
4.如权利要求2所述的被动锁模激光器，其特征在于，所述平凸反射镜为曲率半径无穷大的平凸镜。
5.如权利要求1所述的被动锁模激光器，其特征在于，所述谐振腔还包括第一反射镜和第二反射镜； 位于所述光输入腔镜同一侧的所述第一反射镜和所述第二反射镜并立设置，所述光输入腔镜、所述第一反射镜和所述第一可饱和吸收镜形成“V”形光路，所述增益介质位于所述光输入腔镜和所述第一反射镜之间； 所述光输入腔镜、所述第二反射镜和所述第二可饱和吸收镜形成“V”形光路。
6.如权利要求5所述的被动锁模激光器，其特征在于，所述光输入腔镜为平面镜； 所述光输入腔镜的光输入端面和光输出端面均镀有增透膜，所述光输出端面镀有反射膜。
7.如权利要求5所述的被动锁模激光器，其特征在于，所述第一反射镜和所述第二反射镜均为镀有高反膜的平凹镜。
8.如权利要求1所述的被动锁模激光器，其特征在于，所述泵浦光源为二极管泵浦光源。
9.如权利要求8所述的被动锁模激光器，其特征在于，所述泵浦耦合装置为空心透镜导管泵浦耦合装置。
10.如权利要求1所述的被动锁模激光器，其特征在于，所述增益介质为掺稀土元素玻璃光纤。
【专利摘要】本实用新型公开了一种被动锁模激光器，包括在光路方向依次布置的泵浦光源、泵浦耦合装置和谐振腔；所述谐振腔包括光输入腔镜、增益介质、形成所述谐振腔内振荡光的第一可饱和吸收镜和第二可饱和吸收镜；所述第一可饱和吸收镜为反射式的、以石墨炔为可饱和吸收体的可饱和吸收镜；以石墨炔为可饱和吸收体的所述第二可饱和吸收镜作为光输出腔镜。所述激光器由第一可饱和吸收镜和第二可饱和吸收镜实现和维持腔内光束的稳定振荡，以获得连续锁模脉冲。以石墨炔为可饱和吸收镜的可饱和吸收体，石墨炔光吸收带宽，可在较宽的波长范围内对光进行选择性吸收，可拓宽被动锁模激光器的输出脉冲的波长范围。
【IPC分类】H01S3-098
【公开号】CN204376189
【申请号】CN201520060298
【发明人】阙正湘, 张宏立
【申请人】湖南科瑞特科技股份有限公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年1月28日