專利名稱：基于石墨烯的調q拉曼光纖激光器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種激光器，特別是涉及一種基于石墨烯的調Q拉曼光纖激光器。
背景技術：
作為光通信系統(tǒng)中傳輸?shù)闹匾M成部分和第三代激光技術的代表，光纖激光器具有其他傳統(tǒng)的激光器所無法比擬的優(yōu)勢，如極高的轉換效率、高質量的輸出光束和無需特別的制冷設備。特別是拉曼光纖激光器，因其具備高功率輸出和激射波長靈活可調的特性而能彌補半導體激光器的不足，將越來越多地應用于激光技術的各個領域。拉曼光纖激光器是利用光纖中的非線性受激拉曼散射(SRQ效應而產生相應的斯托克斯(Stokes)光輸出的一類光纖激光器。只要有相應的泵浦源，理論上是可以實現(xiàn)任意波長的激光輸出，這就使其具有非常廣的應用范圍。近年來，利用現(xiàn)有的泵浦源，通過構建級聯(lián)SRS進行多次的拉曼頻移來產生任意波長的高階斯托克斯(Stokes)光的級聯(lián)拉曼光纖激光器更是取得了極大的進展。圖1為一個級聯(lián)拉曼光纖激光器的結構模型示意圖。 其中λ pp是對泵浦光呈現(xiàn)高反射率的光纖布拉格光柵(FBG)，Apj (j = 1,2...η-1,η)都是對其相應的第j階斯托克斯(Stokes)光呈現(xiàn)高反射率的光纖布拉格光柵(FBG)，λ 則是對第η階斯托克斯(Stokes)光(即最后一級輸出的信號光)呈現(xiàn)部分反射率的光纖布拉格光柵(FBG)。其中，各階斯托克斯(Stokes)光在腔內的形成過程為泵浦光由于λ pp的反射而被拉曼光纖往返雙程吸收。當注入拉曼光纖的泵浦光功率達到一階拉曼閾值功率， 就產生波長為X1的一階斯托克斯(Stokes)光，并在由兩個λρ1的光纖布拉格光柵(FBG) 構成振蕩腔加強；隨著泵浦光功率繼續(xù)增加，腔內一階斯托克斯(Stokes)光功率足夠強達到二階斯托克斯(Stokes)拉曼閾值功率時，就產生二階斯托克斯(Stokes)光，同樣道理， 當泵浦光功率足夠大，達到第η階拉曼閾值時，就產生第η階斯托克斯(Stokes)光。各階斯托克斯(Stokes)光在其相應的光纖布拉格光柵(FBG)對的反射作用下在腔內形成諧振， 而第η階斯托克斯(Stokes)光(即最后一級輸出的信號光)則在振蕩增強后從Xkn處輸出ο此外，由于摻雙包層光纖激光器等高功率泵浦源的出現(xiàn)，拉曼光纖激光器的輸出功率也在不斷增加。然而，若能利用調Q技術在具有高輸出功率特性的拉曼光纖激光器中實現(xiàn)比傳統(tǒng)調Q激光器更高峰值功率的激光脈沖輸出，則勢必極大地促進激光技術的發(fā)展與應用。已有的激光調Q技術有主動調Q和被動調Q之分。主動調Q目前主要包括聲光調Q和電光調Q，其諧振腔損耗可由外部驅動器控制，但是外圍輔助設備龐大復雜、功耗大、效率低，極難小型化且維護不易。對于被動調Q技術，其諧振腔損耗變化與腔內激光強度有關，通過調Q材料的可飽和吸收特性來實現(xiàn)激光脈沖輸出，無需外界驅動，因而結構簡單，容易小型化。目前已應用的調Q材料包括有機染料、色心晶體、半導體器件、摻雜過渡金屬的晶體和碳納米管材料等。然而，有機染料熱穩(wěn)定性差、損傷閾值低和使用壽命短；色心材料則插入損耗大且色心隨時間衰退導致使用壽命短；半導體Q開關和Cr4+晶體雖應用較廣泛，但前者損傷閾值低，而后者不易集成在光纖激光器系統(tǒng)中。因此，尋求一種具有強飽和吸收效應且能克服上述其他被動調Q器所無法擺脫缺陷的材料并將其整合到光纖諧振腔中是解決研制高效、穩(wěn)定和小型集成化的調Q光纖激光器的關鍵。石墨烯是碳原子緊密堆積成單層蜂窩狀晶格結構的一種碳單質新材料([1] A. K. Geim and K. S. Novoselov, “ The rise of graphene “，Nat. Mater.，vol. 6 (3)， PP. 183-191,2007)，被認為是能夠構成其他維度碳原子材料的二維構件。自2004年被發(fā)現(xiàn)以來，石墨烯引起了世界各地科學家們的廣泛關注，并將可能成為微納電子學、電化學、磁學、光學等眾多學科的新基石。在光電子研究領域，石墨烯作為可飽和吸收體已表現(xiàn)出許多優(yōu)越性能，包括極低的飽和光強度、超寬的飽和吸收波長范圍、更大的調制深度、可承受高的光功率及光纖兼容等顯著優(yōu)點([2]Q. Bao, H. Zhang, Y. Wang，Ζ. Ni，Y. Yan, Ζ. Χ. Shen, K.P.Loh, and D.Y. Tang, " Atomic-layer graphene as a saturable absorber for ultrafast pulsed lasers"，Adv. Funct. Mater.，vol.19(19)，pp.3077-3083，2009)。因此，利用石墨烯材料制作Q開關，具有極大的發(fā)展前景。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用石墨烯材料的寬帶強飽和吸收特性制成光纖接入型的被動Q開關，以光纖拉曼增益作為調Q增益機制，在拉曼光纖激光器中實現(xiàn)高峰值功率的調Q脈沖激光輸出的基于石墨烯的調Q拉曼光纖激光器。本發(fā)明設有石墨烯被動Q開關、拉曼光纖、對泵浦波長呈現(xiàn)高反射率(95%以上) 的光纖布拉格光柵、前反射光纖布拉格光柵列、后反射光纖布拉格光柵列、對第η階的斯托克斯光分別具有高反射率(95%以上)的光纖布拉格光柵、對第η階的斯托克斯光分別具有部分反射率(20% 60% )的光纖布拉格光柵和泵浦源；所述對第η階的斯托克斯光分別具有高反射率(95%以上)的光纖布拉格光柵、前反射光纖布拉格光柵列、拉曼光纖、對泵浦波長呈現(xiàn)高反射率(95%以上)的光纖布拉格光柵、后反射光纖布拉格光柵列、石墨烯被動Q開關和對第η階的斯托克斯光分別具有部分反射率(20% 60%)的光纖布拉格光柵依次相連接，所述泵浦源輸出的泵浦光從對第η階的斯托克斯光分別具有高反射率(95%以上)的光纖布拉格光柵端注入，在對第η階的斯托克斯光分別具有部分反射率(20% 60% )的光纖布拉格光柵處形成調Q的拉曼脈沖激光輸出；石墨烯被動Q開關插接在對第η階的斯托克斯光分別具有部分反射率(20% 60%) 的光纖布拉格光柵與后反射光纖布拉格光柵列之間。所述石墨烯被動Q開關可采用光纖兼容型的被動Q開關。所述對第η階的斯托克斯光分別具有高反射率(95%以上)的光纖布拉格光柵和對第η階的斯托克斯光分別具有部分反射率(20% 60%)的光纖布拉格光柵組成反饋諧振腔。所述石墨烯被動Q開關是將石墨烯材料附著于一段獨立光纖的端面或倏逝場側面并耦合接入拉曼光纖激光器反饋諧振腔制成。所述石墨烯材料可以是純的單質石墨烯也可以是石墨烯的聚合物，材料中石墨烯的片層結構可以是單層的也可以是少數(shù)幾層的。所述反饋諧振腔可以是單級拉曼反饋諧振腔或多級級聯(lián)拉曼反饋諧振腔。以拉曼光纖為增益物質，在拉曼光纖的外圍是由η對光纖布拉格光柵(FBG)構成的η組斯托克斯(Stokes)光反饋諧振腔。其中，η為拉曼反饋諧振腔的級數(shù)，亦即斯托克斯(Stokes)光的階數(shù)。石墨烯被動Q開關耦合接入最后一階斯托克斯(Stokes)光的光纖布拉格光柵(FBG) 對內。所述拉曼光纖中由所選用的泵浦源泵浦并通過單級或多級拉曼效應最終激發(fā)的最后一階斯托克斯(Stokes)信號光的波長應處于石墨烯材料具有可飽和吸收特性的光譜波長范圍內約0. 6 3μπι。所述基于石墨烯的調Q拉曼光纖激光器的輸出拉曼激光波長處于調Q脈沖運轉狀態(tài)。所述高反射率是指反射率大于95 %。所述前反射光纖布拉格光柵列為拉曼光纖激光器中不包含最終輸出信號光的其余各階斯托克斯光的前反射光纖布拉格光柵列。所述后反射光纖布拉格光柵列為拉曼光纖激光器中不包含最終輸出信號光的其余各階斯托克斯光的后反射光纖布拉格光柵列。對于構成一個η級的調Q拉曼光纖激光器，所述前反射光纖布拉格光柵列和后反射光纖布拉格光柵列這兩個光纖布拉格光柵列所含有的光柵數(shù)目均相同，為η-1個(對于單級的拉曼光纖激光器，η等于1，則前反射光纖布拉格光柵列和后反射光纖布拉格光柵列內為空；而對于兩級或多級的拉曼光纖激光器，前反射光纖布拉格光柵列和后反射光纖布拉格光柵列均含有至少一個以上的光柵)。前反射光纖布拉格光柵列和后反射光纖布拉格光柵列中的λ」 · = 1,2... η-1)是對其相應的第j階斯托克斯光呈現(xiàn)高反射率(95%以上)的光纖布拉格光柵，那么，η-1組具有相同斯托克斯階數(shù)的光纖布拉格光柵對就構成了調Q拉曼光纖激光器中前η-1階的斯托克斯光的反饋諧振腔。所述泵浦源為整個調Q拉曼光纖激光器的泵浦源。所述拉曼光纖和對泵浦波長呈現(xiàn)高反射率(95%以上)的光纖布拉格光柵相接組成調Q拉曼光纖激光器的增益部分；前反射光纖布拉格光柵列和后反射光纖布拉格光柵列在調Q拉曼光纖激光器的增益部分的外圍構成η-1組斯托克斯光的諧振光柵對，而對第η 階的斯托克斯光分別具有高反射率(95%以上)的光纖布拉格光柵和對第η階的斯托克斯光分別具有部分反射率(20% 60%)的光纖布拉格光柵又在整個調Q拉曼光纖激光器的反饋諧振腔的最外圍構成第η階的斯托克斯光(即最后一級輸出信號光)的諧振光柵對。當泵浦源輸出的泵浦光注入拉曼光纖激光器的反饋諧振腔后，經拉曼光纖吸收后，剩余的泵浦光被對泵浦波長呈現(xiàn)高反射率(95%以上)的光纖布拉格光柵反射后由拉曼光纖再次充分吸收，其產生的一階斯托克斯光在第一級的光纖布拉格光柵對構成的諧振腔內振蕩增強后作為產生二階斯托克斯光的泵浦光而被拉曼光纖再吸收，其激發(fā)的二階斯托克斯光在第二級的光纖布拉格光柵對構成的諧振腔內振蕩增強。如此下去，只要前階的斯托克斯光功率能達到產生下一階斯托克斯光的拉曼閾值功率，則這種級聯(lián)的振蕩就可以一直持續(xù)下去，且每一階的斯托克斯光都在對其相應的光纖布拉格光柵對構成的諧振腔內振蕩。由于在最后一階斯托克斯信號光的諧振腔內插入了石墨烯材料制成的被動Q開關， 則在對最后一級輸出信號光具有部分反射率(20% 60%)的對第η階的斯托克斯光分別具有部分反射率(20% 60% )的光纖布拉格光柵處就形成了調Q的拉曼脈沖激光輸出。 由于石墨烯材料在寬波長范圍內均具備良好的飽和吸收特性(約0. 6 3 μ m)，且拉曼光纖激光器本身具有在一定條件下在極寬的譜帶內實現(xiàn)任意波長激光輸出的特性。因此，選定不同的拉曼光纖(如石英光纖、磷硅光纖等)并在特定激光光源泵浦下，通過混合級聯(lián)就能在寬波長范圍內構建所需波長的調Q拉曼光纖激光器。


圖1為現(xiàn)有的級聯(lián)拉曼光纖激光器的結構模型示意圖。在圖1中，標記A為泵浦光輸入，B為拉曼光纖，C為信號光輸出。圖2為本發(fā)明實施例的結構組成示意圖。在圖2中，標記D為泵浦輸入，E為激光輸出。圖3為本發(fā)明實施例中利用石墨烯作用于熔錐光纖側面倏逝場的方法制成光纖兼容型被動Q開關的示意圖。在圖3中，標記F為拉錐，G為穿過，H為旋封底蓋，I為石墨烯被動Q開關，J為注入石墨烯水分散液，K為旋封頂蓋。圖4為本發(fā)明實施例(基于石墨烯被動Q開關的單級調Q拉曼光纖激光器)的結構組成示意圖。在圖4中，標記L為激光輸出。圖5為本發(fā)明實施例(基于石墨烯被動Q開關的兩級級聯(lián)調Q拉曼光纖激光器) 的結構組成示意圖。在圖5中，標記M為1064nm泵浦光，N為激光輸出。
具體實施例方式如圖2所示，本發(fā)明實施例設有石墨烯被動Q開關1、拉曼光纖2、對泵浦波長呈現(xiàn)高反射率(95%以上)的光纖布拉格光柵3、前反射光纖布拉格光柵列4、后反射光纖布拉格光柵列5、對第η階的斯托克斯光分別具有高反射率(95%以上)的光纖布拉格光柵6、對第 η階的斯托克斯光分別具有部分反射率(20% 60% )的光纖布拉格光柵7和泵浦源8 ；所述對第η階的斯托克斯光分別具有高反射率(95%以上)的光纖布拉格光柵6、 前反射光纖布拉格光柵列4、拉曼光纖2、對泵浦波長呈現(xiàn)高反射率(95%以上)的光纖布拉格光柵3、后反射光纖布拉格光柵列5、石墨烯被動Q開關1和對第η階的斯托克斯光分別具有部分反射率(20% 60% )的光纖布拉格光柵7依次相連接，所述泵浦源8輸出的泵浦光從對第η階的斯托克斯光分別具有高反射率(95%以上)的光纖布拉格光柵6端注入，在對第η階的斯托克斯光分別具有部分反射率(20% 60% )的光纖布拉格光柵7處形成調Q的拉曼脈沖激光輸出；石墨烯被動Q開關1插接在對第η階的斯托克斯光分別具有部分反射率(20% 60% )的光纖布拉格光柵7與后反射光纖布拉格光柵列5之間。所述石墨烯被動Q開關1是通過將石墨烯材料附著于光纖端面或倏逝場光纖側面制成。 所述高反射率是指反射率大于95 %。所述前反射光纖布拉格光柵列4為拉曼光纖激光器中不包含最終輸出信號光的其余各階斯托克斯光的前反射光纖布拉格光柵列。所述后反射光纖布拉格光柵列5為拉曼光纖激光器中不包含最終輸出信號光的其余各階斯托克斯光的后反射光纖布拉格光柵列。對于構成一個η級的調Q拉曼光纖激光器，所述前反射光纖布拉格光柵列4和后反射光纖布拉格光柵列5這兩個光纖布拉格光柵列所含有的光柵數(shù)目均相同，為η-1個(對于單級的拉曼光纖激光器，η等于1，則前反射光纖布拉格光柵列4和后反射光纖布拉格光柵列5內為空；而對于兩級或多級的拉曼光纖激光器，前反射光纖布拉格光柵列4和后反射光纖布拉格光柵列5均含有至少一個以上的光柵)。前反射光纖布拉格光柵列4和后反射光纖布拉格光柵列5中的λ “j = 1，2. . . n-1)是對其相應的第j階斯托克斯光呈現(xiàn)高反射率(95%以上)的光纖布拉格光柵，那么，n-1組具有相同斯托克斯階數(shù)的光纖布拉格光柵對就構成了調Q拉曼光纖激光器中前n-1階的斯托克斯光的反饋諧振腔。所述泵浦源8為整個調Q拉曼光纖激光器的泵浦源。所述拉曼光纖2和對泵浦波長呈現(xiàn)高反射率(95%以上)的光纖布拉格光柵3相接組成調Q拉曼光纖激光器的增益部分；前反射光纖布拉格光柵列4和后反射光纖布拉格光柵列5在調Q拉曼光纖激光器的增益部分的外圍構成n-1組斯托克斯光的諧振光柵對， 而對第η階的斯托克斯光分別具有高反射率(95%以上)的光纖布拉格光柵6和對第η階的斯托克斯光分別具有部分反射率(20% 60% )的光纖布拉格光柵7又在整個調Q拉曼光纖激光器的反饋諧振腔的最外圍構成第η階的斯托克斯光(即最后一級輸出信號光)的諧振光柵對。當泵浦源輸出的泵浦光注入拉曼光纖激光器的反饋諧振腔后，經拉曼光纖吸收后，剩余的泵浦光被對泵浦波長呈現(xiàn)高反射率(95%以上)的光纖布拉格光柵3反射后由拉曼光纖再次充分吸收，其產生的一階斯托克斯光在第一級的光纖布拉格光柵對構成的諧振腔內振蕩增強后作為產生二階斯托克斯光的泵浦光而被拉曼光纖再吸收，其激發(fā)的二階斯托克斯光在第二級的光纖布拉格光柵對構成的諧振腔內振蕩增強。如此下去，只要前階的斯托克斯光功率能達到產生下一階斯托克斯光的拉曼閾值功率，則這種級聯(lián)的振蕩就可以一直持續(xù)下去，且每一階的斯托克斯光都在對其相應的光纖布拉格光柵對構成的諧振腔內振蕩。由于在最后一階斯托克斯信號光的諧振腔內插入了石墨烯材料制成的被動Q開關， 則在對最后一級輸出信號光具有部分反射率(20% 60%)的對第η階的斯托克斯光分別具有部分反射率(20% 60%)的光纖布拉格光柵7處就形成了調Q的拉曼脈沖激光輸出。 由于石墨烯材料在寬波長范圍內均具備良好的飽和吸收特性(約0. 6 3 μ m)，且拉曼光纖激光器本身具有在一定條件下在極寬的譜帶內實現(xiàn)任意波長激光輸出的特性。因此，選定不同的拉曼光纖(如石英光纖、磷硅光纖等)并在特定激光光源泵浦下，通過混合級聯(lián)就能在寬波長范圍內構建所需波長的調Q拉曼光纖激光器。在圖2中，標記D為泵浦輸入，E為激光輸出。如圖3所示，取一段單模光纖并在其中部剝離掉一段約Icm的涂敷層。利用CO2激光器9做熱源，使其出射激光聚焦在剝離了涂敷層的裸纖側面上。采用熔融拉錐的方法將上述普通單模光纖拉制成具有一段5mm長，直徑約2 3 μ m錐腰的熔錐光纖10。將熔錐光纖10穿過一個空心套筒11并使錐腰完全處于空心套筒11的內部?？招奶淄?1的一端用筒蓋12旋緊以保證水密性，熔錐光纖10的外纖通過筒蓋12的水密通口伸出。從空心套筒 11的未旋筒蓋的一端注入純石墨烯水分散液，待注滿后用另一個筒蓋13將其旋緊來保證水密性，熔錐光纖10的該端外纖同樣通過另一個筒蓋13的水密通口伸出。之后，將裝有石墨烯水分散液的套筒進行烘干，使套筒內的熔錐光纖錐腰側面附著上一層致密的石墨烯納米材料，如此則制成了光纖兼容型的石墨烯被動Q開關，即圖3虛線框內所示。在圖3中， 標記F為拉錐，G為穿過，H為旋封底蓋，I為石墨烯被動Q開關，J為注入石墨烯水分散液，K為旋封頂蓋。圖4是利用該被動Q開關構建的一個單級的調Q拉曼激光器的一個實施例。如圖 4，一個對1239nm波長具有高反射率(95%以上)的光纖布拉格光柵14、一段磷硅拉曼光纖 15、一個對1064nm波長具有高反射率(95%以上)的光纖布拉格光柵16、一個石墨烯被動Q 開關17和一個對1239nm波長具有20%反射率的光纖布拉格光柵18依次串聯(lián)構成了一個單級的拉曼反饋諧振腔。摻光纖激光器19輸出的1064nm泵浦光通過光纖布拉格光柵 14注入光纖激光器反饋諧振腔，經磷硅拉曼光纖15 —次吸收后受光纖布拉格光柵16反射而被二次吸收。當泵浦光功率達到一階拉曼閾值功率后，由受激拉曼散射(SRQ效應產生的一階斯托克斯(Stokes)光在光纖布拉格光柵14和光纖布拉格光柵18構筑的反饋諧振腔內不斷振蕩加強，并最終在光纖布拉格光柵18處輸出1239nm的調Q脈沖拉曼激光。在圖4中，標記L為激光輸出。圖5是利用石墨烯被動Q開關構建的一個兩級級聯(lián)的調Q拉曼激光器的另一個實施例。如圖5，一個對1480nm波長具有高反射率(95%以上)的光纖布拉格光柵20、一個對 1239nm波長具有高反射率(95%以上)的光纖布拉格光柵21、一段磷硅拉曼光纖22、一個對1064nm波長具有高反射率(95%以上)的光纖布拉格光柵23、另一個對1239nm波長具有高反射率(95%以上)的光纖布拉格光柵對、一個石墨烯被動Q開關25和一個對1480nm 波長具有20%反射率的光纖布拉格光柵沈依次串聯(lián)構成了一個兩級級聯(lián)的拉曼反饋諧振腔。摻光纖激光器27輸出的1064nm泵浦光通過光纖布拉格光柵20注入光纖激光器反饋諧振腔，經磷硅拉曼光纖22 —次吸收后受光纖布拉格光柵23反射而被二次吸收。當泵浦光功率達到一階拉曼閾值功率后，由受激拉曼散射(SRS)效應產生的1239nm —階斯托克斯(Stokes)光在光纖布拉格光柵21和光纖布拉格光柵M構筑的一階拉曼反饋諧振腔內不斷振蕩加強；一旦腔內1239nm激光功率達到二階拉曼閾值功率時，1480nm的二階斯托克斯(Stokes)光隨即產生并光纖布拉格光柵20和光纖布拉格光柵沈構筑的二階拉曼反饋諧振腔內不斷振蕩加強，最終在光纖布拉格光柵26處輸出1480nm的調Q脈沖拉曼激光。 在圖5中，標記M為1064nm泵浦光，N為激光輸出。
權利要求
1.基于石墨烯的調Q拉曼光纖激光器，其特征在于設有石墨烯被動Q開關、拉曼光纖、 對泵浦波長呈現(xiàn)高反射率的光纖布拉格光柵、前反射光纖布拉格光柵列、后反射光纖布拉格光柵列、對第η階的斯托克斯光分別具有高反射率的光纖布拉格光柵、對第η階的斯托克斯光分別具有部分反射率的光纖布拉格光柵和泵浦源；所述對第η階的斯托克斯光分別具有高反射率的光纖布拉格光柵、前反射光纖布拉格光柵列、拉曼光纖、對泵浦波長呈現(xiàn)高反射率的光纖布拉格光柵、后反射光纖布拉格光柵列、石墨烯被動Q開關和對第η階的斯托克斯光分別具有部分反射率的光纖布拉格光柵依次相連接，所述泵浦源輸出的泵浦光從對第η階的斯托克斯光分別具有高反射率的光纖布拉格光柵端注入，在對第η階的斯托克斯光分別具有部分反射率的光纖布拉格光柵處形成調Q的拉曼脈沖激光輸出；石墨烯被動Q開關插接在對第η階的斯托克斯光分別具有部分反射率的光纖布拉格光柵與后反射光纖布拉格光柵列之間。
2.如權利要求1所述的基于石墨烯的調Q拉曼光纖激光器，其特征在于所述石墨烯被動Q開關采用光纖兼容型的被動Q開關。
3.如權利要求1所述的基于石墨烯的調Q拉曼光纖激光器，其特征在于所述對第η階的斯托克斯光分別具有高反射率的光纖布拉格光柵和對第η階的斯托克斯光分別具有部分反射率的光纖布拉格光柵組成反饋諧振腔。
4.如權利要求1所述的基于石墨烯的調Q拉曼光纖激光器，其特征在于所述石墨烯被動Q開關是將石墨烯材料附著于一段獨立光纖的端面或倏逝場側面并耦合接入拉曼光纖激光器反饋諧振腔制成。
5.如權利要求4所述的基于石墨烯的調Q拉曼光纖激光器，其特征在于所述石墨烯材料是純的單質石墨烯或石墨烯的聚合物。
6.如權利要求3所述的基于石墨烯的調Q拉曼光纖激光器，其特征在于所述反饋諧振腔為單級拉曼反饋諧振腔或多級級聯(lián)拉曼反饋諧振腔。
7.如權利要求1所述的基于石墨烯的調Q拉曼光纖激光器，其特征在于所述拉曼光纖中由所選用的泵浦源泵浦并通過單級或多級拉曼效應最終激發(fā)的最后一階斯托克斯信號光的波長處于石墨烯材料具有可飽和吸收特性的光譜波長范圍內。
8.如權利要求1所述的基于石墨烯的調Q拉曼光纖激光器，其特征在于所述基于石墨烯的調Q拉曼光纖激光器的輸出拉曼激光波長處于調Q脈沖運轉狀態(tài)。
9.如權利要求1所述的基于石墨烯的調Q拉曼光纖激光器，其特征在于所述前反射光纖布拉格光柵列為拉曼光纖激光器中不包含最終輸出信號光的其余各階斯托克斯光的前反射光纖布拉格光柵列；所述后反射光纖布拉格光柵列為拉曼光纖激光器中不包含最終輸出信號光的其余各階斯托克斯光的后反射光纖布拉格光柵列。
10.如權利要求1所述的基于石墨烯的調Q拉曼光纖激光器，其特征在于對于構成一個 η級的調Q拉曼光纖激光器，所述前反射光纖布拉格光柵列和后反射光纖布拉格光柵列這兩個光纖布拉格光柵列所含有的光柵數(shù)目均相同，為η-1個，對于單級的拉曼光纖激光器， η等于1，則前反射光纖布拉格光柵列和后反射光纖布拉格光柵列內為空；而對于兩級或多級的拉曼光纖激光器，前反射光纖布拉格光柵列和后反射光纖布拉格光柵列均含有至少一個以上的光柵；前反射光纖布拉格光柵列和后反射光纖布拉格光柵列中的λ j是對其相應的第j階斯托克斯光呈現(xiàn)高反射率的光纖布拉格光柵，那么，n-1組具有相同斯托克斯階數(shù)的光纖布拉格光柵對就構成了調Q拉曼光纖激光器中前n-1階的斯托克斯光的反饋諧振腔；所述 j = l，2...n-l。
全文摘要
基于石墨烯的調Q拉曼光纖激光器，涉及一種激光器。設有石墨烯被動Q開關、拉曼光纖、對泵浦波長呈現(xiàn)高反射率的光纖布拉格光柵、前反射光纖布拉格光柵列、后反射光纖布拉格光柵列、對第n階的斯托克斯光分別具有高反射率的光纖布拉格光柵、對第n階的斯托克斯光分別具有部分反射率的光纖布拉格光柵和泵浦源；所述對第n階的斯托克斯光分別具有高反射率的光纖布拉格光柵、前反射光纖布拉格光柵列、拉曼光纖、對泵浦波長呈現(xiàn)高反射率的光纖布拉格光柵、后反射光纖布拉格光柵列、石墨烯被動Q開關和對第n階的斯托克斯光分別具有部分反射率的光纖布拉格光柵依次相連接。
文檔編號H01S3/067GK102306895SQ20111023722
公開日2012年1月4日 申請日期2011年8月18日 優(yōu)先權日2011年8月18日
發(fā)明者劉哲, 葉陳春, 周敏, 王金章, 羅正錢, 蔡志平, 許惠英 申請人:廈門大學