基于无衬底反射型石墨烯的被动调q掺铒光纤激光器

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1、基于无衬底反射型石墨烯的被动调Q掺铒光纤激光器摘要本次毕业设计的主要任务是通过研究基于无衬底反射型石墨烯的被动调Q掺铒光纤激光器的孤子输出特性，为以后利用基于石墨烯的光通信事业做好基础性研究。本篇论文主要是通过介绍无衬底石墨烯相对于有衬底石墨烯的优势后，在介绍掺饵光纤激光器的工作原理后，以及我们所提到的调Q原理，特别是我们所选择的被动调Q，而后结合石墨烯的各类优势而被选择为我们所期望的基于石墨烯饱和吸收体的被送调Q掺饵光纤激光器。随后我们利用可用的实验条件：用该石墨烯调Q开关作为可饱和吸收体，具

2、有环形腔结构的被动调Q掺铒光纤激光器，实现了石墨烯被动调Q激光脉冲输出，然后在输出端分别采用光谱仪、光电探头和示波器来对输出脉冲的光谱、脉冲宽度和脉冲序列进行测量与研究。关键字:石墨烯；掺铒光纤；被动调Q；激光器；脉冲Abstract目录摘要……………………………………………………………………………..……ⅠAbstract……………………………………………………………………………....Ⅱ第一章绪论………………………………………………………………………….11.1研究背景……………………………

3、……………………………………………..11.2研究目的……………………………………………………………………….….21.3论文构成及研究内容…………………………………………………………..…3第二章石墨烯的基础理论…………………..42.1石墨烯特性…………………………………………………………………..62.2石墨烯制备方法………………………………………………………………..92.3无衬底石墨烯对于实验的优势…………………………………………….10第三章调Q技术……………………………………………

4、………………………3.1调Q原理………………………………………………………………………..3.2调Q方法………………………………………………………………3.2.1主动调Q……………………………………………………………….3.2.2被动调Q……………………………………………………………….3.3小结第四章掺铒光纤激光器4.1光纤激光器工作原理4.2光纤激光器的分类4.3掺饵光纤激光器4.3.1掺饵光纤激光器的优势第五章基于石墨烯被动调Q掺铒光纤激光器输出脉冲分析5.1实验装置5.1.1实验装置功能

5、介绍5.1.2实验原理介绍5.2实验结果5.2.1实验数据记录与分析5.2.2输出脉冲分析第一章绪论1.1研究背景在如今的高速大容量通信需求中，光纤激光器已经成为基于密集波分复用(DWDM)的全光纤通信系统中的关键器件。虽然半导体激光器是目前通信系统中最常用的激光器光源，但是它仍具有很多缺点，如价格高、与传输光纤耦合困难等，这样就会大大制约高速光纤通信系统的发展。与半导体激光器相比，掺铒光纤激光器具有很多非常卓越的优点，如激光泵浦阈值低且泵浦斜率效率高，荧光光谱较宽以及其通信用激光波长位于155

6、0nm，恰好处在光通信的低损耗窗口，同时还与光纤通信系统兼容性好等，因此引起研究人员的广泛关注，被认为是未来长距离大容量的超高速全光纤通信系统的理想光源。被动调Q光纤激光器具有体积小，重量轻，结构牢固，成本低和寿命长等诸多优点，所以被广泛应用。被动调Q光纤激光器采用可饱和吸收体来实现，传统的可饱和吸收体主要包括过渡族金属掺杂晶体，半导体可吸收镜（SESAM）,单壁碳纳米管（SWNT）。过渡族金属掺杂晶体作为可饱和吸收体不利于实现激光器的全纤化，SESAM虽然具有稳定性高，可靠性好等优点。但是成本

7、偏高，且容易损伤。SWNT具有成本低廉等优势，但响应波长与管的直径有关，导致其可饱和吸收带宽较窄。石墨烯是碳原子紧密堆积成的单层窝状结构晶体，具有独特的力学，热学，光学特性，在光电子，信息，能源，材料和生物医药等领域具有重要应用前景。石墨烯作为一种新型的可饱和吸收体，在光纤锁模，调Q激光器中的应用已经引起广泛的关注，与传统的锁模，调Q可饱和吸收体相比，石墨烯具有较长宽的波长覆盖范围，较低的可饱和吸收阈值，超快的恢复时间以及成本低廉的优点。2009年，Bao等次证实了石墨烯可作为可饱和吸收体实现光

8、纤激光器的锁模，此后，许多基于石墨烯的锁模，调Q激光器相继被报道。1.2研究目的本次毕设研究的主要目的是利用实验室构建一个基于石墨烯饱和吸收体的被动调Q掺铒光纤激光器，随后通过理论的研究对于此激光器的脉冲输出状态进行实际的操作观察，并且对于其脉冲输出状态进行分析研究，对于其光谱特性，以及时域特性特性的研究。分析利用结果，进一步明确其在实验操作的结果之下，能够在实践中的可利用理论进行基本的猜测以及为以后的时间利用做好理论基础。实际的毕设研究目的主要分为以下几个部分内容：1.研究无衬底石墨烯的优势，