CC BY
19ВКВО-2019- ВКВО-2019 Нанофотоника
ПЕРЕКЛЮЧАЕМЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ ВОЛОКОННЫЙ ЛАЗЕР НА ОСНОВЕ УПРАВЛЯЕМОГО НАСЫЩАЮЩЕГОСЯ ПОГЛОТИТЕЛЯ ИЗ ОДНОСЛОЙНЫХ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК
1* 1 12 2 Мкртчян А.А. , Гладуш Ю.Г. , Копылова Д.С. , Иваненко А.В. , Нюшков Б.Н. ,
2 2 1 Кохановский А.Ю. , Кобцев С.М. , Насибулин А.Г.
1 Сколковский институт науки и технологии, г. Москва 2Новосибирский государственный университет, г. Новосибирск * E-mail: aram.mkrtchYan@skoltech.ru
DOI 10.24411/2308-6920-2019-16132
Импульсная генерация в волоконных лазерах зависит от нелинейных оптических свойств насыщающегося поглотителя, таких как глубина модуляции, интенсивность насыщения, время релаксации. Эти свойства определяются материалом и геометрией насыщающегося поглотителя. Как правило, эти параметры могут быть заданы только во время изготовления поглотителя. Например, глубина модуляции насыщающегося поглотителя из однослойных углеродных нанотрубок на полированном оптоволокне, определяется как диаметром нанотрубок, так и толщиной и длиной покрытия полированной поверхности волокна [1]. В данной работе демонстрируется управляемый насыщающийся поглотитель с контролируемой глубиной модуляции, который позволяет осуществлять переключение между режимами импульсной генерации волоконного лазера. Управление глубиной модуляции осуществляется с помощью сдвига уровня Ферми подачей небольшого напряжения на нанотрубки в электрохимической ячейке на полированном волокне.
00 0.4 0.8 1.2 1.6 Voltage (V)
101 102 103 f'cak power (W)
-Mode-Jock
-Q-switch I
1530 1540 1550 1560 1570 1580 Wavelength (nm)
Рис. 1. а) Линейное и б) нелинейное пропускание электрохимической ячейки в зависимости от подаваемого напряжения, на длине волны 1550 нм; в) Схема переключаемого импульсного волоконного лазера. г) Спектры импульсов с синхронизацией мод (черная кривая) и с модуляцией добротности (красная кривая)
Для изготовления электрохимической ячейки использовались пленки однослойные углеродных нанотрубок, синтезированные аэрозольным синтезом и собранные на нитроцеллюлозном фильтре. Пленки нанотрубок переносились на полированное оптоволокно на стеклянной подложке с электродами и покрывались с ионной жидкостью. Полученная ячейка инкапсулировалась в аргоновой атмосфере. С помощью непрерывного и импульсного лазера было показано, что линейное и нелинейное поглощения зависят от положения уровня Ферми. Сдвиг уровня Ферми осуществлялся подачей напряжения на ячейку (Рис. 1а,б). На Рис. 1а и 1б показаны линейное и нелинейное пропускание ячейки в зависимости от подаваемого напряжения, измеренные соответственно непрерывным и импульсным лазерным излучением длиной волны 1550 нм. Для управления режимами импульсной генерации электрохимическая ячейка была интегрирована в кольцевой резонатор волоконного лазера с сохранением поляризации в полностью волоконной схеме (Рис. 1в) [2]. Управление насыщением поглощения углеродных нанотрубок позволяло переключать режим импульсной генерации лазера между синхронизацией мод с пикосекундными импульсами и модуляцией добротности с микросекундными импульсами, спектры которых показаны на Рис. 1г. Литература
1. Mkrtchyan A.A., et al, Opt. Mater. Express 9 1551-1561 (2019)
2. E.J. Lee et al, Nat. Commun. 6, 6851 (2015)
262
№6 2019 СПЕЦВЫПУСК «ФОТОН-ЭКСПРЕСС-НАУКА 2019» www.fotonexpres.rufotonexpress@mail.ru
