芯片上的調(diào)Q激光源為激光加工、測距和變頻應用鋪平了道路。本文利用增加輸入光功率的單層石墨烯-二氧化硅混合波導，實現(xiàn)了脈沖寬度為1.57 μs~ 5.06 μs、重復頻率為47.23 kHz ~ 85.33 kHz的調(diào)Q脈沖，最大單脈沖能量為56.5 nJ。通過在石墨烯-二氧化硅混合波導上涂覆聚甲基丙烯酸甲酯層，增強了石墨烯與波導中傳播光的相互作用。將調(diào)Q泵浦功率閾值降低了2.5倍，實現(xiàn)了脈寬為1.21 μs的調(diào)Q脈沖。此外，隨著泵浦功率的增加，還觀察到調(diào)Q鎖模脈沖。
圖1. (a) GSHW示意圖。(b)懸臂式二氧化硅波導的SEM圖像(c) GSHW的光學圖像。(d)在紅點處測量的GSHW的拉曼光譜。
圖2. 單層石墨烯的表面動態(tài)電導率與其化學勢的關系。
圖3. GSHW的準-TE模態(tài)分布。(a)電場x分量。(b)電場y分量。(c)電場z分量。
圖4. PGSHW的準-TE模態(tài)分布。(a)電場x分量。(b)電場y分量。(c)電場z分量。
圖5. 與GSHWs集成的脈沖激光器的示意圖。
圖6. (a)泵浦功率為387 mW時CW態(tài)和調(diào)Q態(tài)的光譜。(b)示波器顯示的調(diào)Q脈沖時域序列。插圖顯示了兩個相鄰脈沖的放大視圖。
圖7. (a)平均輸出功率與泵浦功率之比。使用單層石墨烯的實驗數(shù)據(jù)用黑色實心方塊表示。(b)脈沖寬度和脈沖重復率隨泵浦功率增加時的變化。(c)脈沖能量和脈沖峰值功率與泵浦功率的關系。
圖8. (a)使用P-GSHW的激光腔調(diào)q脈沖的時域序列。插圖顯示了單個脈沖的波形。(b)調(diào)q鎖模脈沖。插圖顯示了單個調(diào)q鎖模脈沖包絡的細節(jié)。
相關研究成果由華中科技大學、武漢光電國家研究中心Meng Deng等人于2023年發(fā)表在Optics and Laser Technology (https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2023.109140)上。原文：Generation of Q-switched pulses on a graphene-silica hybrid waveguide。
轉自《石墨烯研究》公眾號
