论文部分内容阅读
作为一种新型的碳材料，石墨烯的出现颠覆了“完美二维晶体结构无法在非绝对零度下稳定存在”这一传统理论，使碳的晶体结构形成了包括富勒烯(C60)、碳纳米管、石墨烯、石墨和金刚石在内的从一维到三维的完整体系。石墨烯除了具有出色的导电性能、较高的热导率以及丰富的电磁特性外，还具备良好的非线性光学特性，这些优越的性质及其特殊的二维结构使得其在材料、信息、微电子等领域具有良好的应用前景。基于石墨烯的优良光学特性，本文利用光沉积方法制备了石墨烯可饱和吸收体，实验研究了石墨烯被动锁模可调谐掺铒光纤孤子激光器的输出特性，并基于Ginzburg-Landau方程对其传输特性进行了数值模拟研究。主要工作如下：1.利用光沉积法制备了石墨烯可饱和吸收体。将石墨烯与二甲基甲酰胺(DMF)溶液混合，超声振荡并离心，然后将光纤头浸入到离心完成后的石墨烯分散液中，通过光沉积方法制备了石墨烯可饱和吸收体。2.基于制备的石墨烯可饱和吸收体，搭建了环形腔被动锁模掺铒光纤激光器，实现了稳定的孤子脉冲输出。当泵浦功率为108mW时，激光器进入自启动状态；当泵浦功率为370.4mW时，获得了重复率为3.16MHz、脉宽约1.32ps、平均输出功率为1.07mW、单脉冲能量为0.338nJ的锁模脉冲。通过调节偏振控制器，观察到激光器输出的孤子脉冲中心波长可在1556.72nm到1558.76nm之间连续调谐。利用Ginzburg-Landau方程，数值模拟并揭示了孤子脉冲的产生及调谐规律。3.在石墨烯被动锁模掺铒光纤激光器中观测到了孤子脉冲的亚边带。当泵浦功率为205.4mW时，通过调节偏振控制器，观测到了孤子频谱边带两侧亚边带的产生。基于Ginzburg-Landau方程，数值模拟了偏振控制器参数对孤子亚边带产生的影响，发现孤子频谱中亚边带的产生是由色散波的调制不稳定性引起的。