JPPHOPTON编辑优选：基于PbS量子点薄膜的高能量类噪声脉冲光纤激光器
本篇研究来自上海大学孙晓岚副教授和牟成博教授课题组，文章利用PbS量子点聚苯乙烯薄膜作为可饱和吸收体，在掺铒光纤激光器中首次实现高能量的类噪声脉冲输出。输出脉冲能量高达9.68 nJ，振荡级输出功率约100 mW。这是目前利用物理式的可饱和吸收体在传统通信波段所能实现的最高能量的类噪声脉冲。特别是该激光器从阈值至泵浦功率最大可以直接输出类噪声脉冲，无需孤子锁模状态的切换过程。
文章介绍
赵巍、黄千千、李凯、高晨宇、程茜、严钰杨、郭强、孙晓岚、牟成博
通讯作者：
- 孙晓岚，上海大学
- 牟成博，上海大学
研究内容：
制作PbS QDPS薄膜，通过荧光光谱、透射电子显微镜、线性吸收谱和非线性吸收谱来表征其特性，并搭建一台利用PbS QDPS薄膜作为可饱和吸收体的全光纤掺铒激光器，分析产生类噪声脉冲的特性。
实验成果：
当泵浦功率为124 mW时，自启动锁模可实现并输出稳定的类噪声脉冲。当泵浦功率升至660 mW时，激光器仍稳定工作在类噪声脉冲的状态。此时，输出功率高达96.3 mW，脉冲能量为9.68 nJ。这是目前为止，利用物理式可饱和吸收体在掺铒光纤激光器中所能实现的最高能量的类噪声脉冲。此外，63.7 dB的信噪比表明了该激光器的工作状态非常稳定。同时，该激光器还表现了优异的长时间稳定性。在5小时持续工作的时间内，输出功率的变化仅为1.4%。该激光器的泵浦效率为17.37%。本文还研究了类噪声脉冲的特性随泵浦功率的演化，这有利于更深入地理解类噪声脉冲潜在的形成机理。
意义：
我们的研究表明了PbS QDPS 薄膜既具有优异的饱和吸收特性，又具有较高的损伤阈值，是一种可实现高能量锁模脉冲的有效可饱和吸收体。这种输出高能量类噪声脉冲的稳定光纤激光器可作为超连续光源的种子源。
研究背景：
近年来， 高能量锁模光纤激光器不仅推动了基础科学的发展，而且在光信息处理、工业加工、生物医学、军事等领域中有着重要的应用。PbS DPS薄膜式的可饱和吸收体具有易存储、带隙可控、易与光纤集成、大的热损伤阈值、较强的饱和吸收效应等优点。因此，可作为一种有效的可饱和吸收体，在光纤激光器中实现高能量的锁模脉冲输出。目前利用PbS QDs可饱和吸收体只能在光纤激光器中实现传统孤子的锁模脉冲输出，其输出能量较小。相比于传统孤子，类噪声脉冲可承受更高的能量。因此，利用这种可饱和吸收体产生类噪声脉冲，是实现高能量脉冲的有效方式。
研究目的：
利用薄膜式的PbS QDPS作为低成本可饱和吸收体，在掺铒光纤激光器中实现高能量的类噪声脉冲输出。
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