等先进光子学应用高光谱需要超短脉冲以捕获瞬态物理现象的材料进行了研究。半岛综合体育官方APP下载德甲在实践中,这意味着在飞秒激光脉冲(10-15年范围。这样的应用程序的一个例子是pump-probe光化学弛豫过程的光谱。半岛综合体育官方APP下载德甲
“工程在超短脉冲光旅行的时候,重要的是要了解其波性质,”Daniel Popa说剑桥石墨烯光电集团主管中心,和领袖的石墨烯激光的研究项目。“光机械一样传播波拉绳,最短的脉冲被定义为一个波振荡。”
时间分辨率是有限长度的激光脉冲。脉冲越短,光谱分辨率越高,最高的分辨率定义的特定的光频率的周期长度。在可见光和近红外区域,大部分超快速激光操作,最终的脉冲持续时间隔2 fs和5 fs。需要更短的波长短脉冲。
除了理论极限,像两个周期可以短脉冲激光产生蛀牙使用被称为被动锁模技术。与钛蓝宝石激光器,常见于世界各地的光子学实验室,5 fs长度可以产生一个脉冲波长800 nm,对应不到两个周期。然而,这些脉冲不是可协调的。可协调的few-cycle脉冲可以通过利用非线性效应在光参量放大器,但实际安排往往是复杂和昂贵的。
纤维激光超短脉冲生成平台有吸引力,因为他们简单、紧凑,具有成本效益的设计,高效的散热,alignment-free操作,不需要笨重的光学装置。fibre-based振荡器,所产生的超短脉冲可以被动锁模,需要一个非线性组件称为饱和吸收体。石墨烯具有理想的物理性质作出这样的饱和吸收体。
石墨烯锁模激光器已被证明,但它是使用这部小说在紧凑的二维材料,全纤维设置标志着Popa及来自同事的工作。他们的进步中概述一篇论文最近发表在应用物理快报,第一作者大卫Purdie博士生。
光纤激光器,通过孤子锁模飞秒脉冲通常生成。孤子是一个自我强化的孤波,保持它的形状没有失真,因为它以恒定的速度沿着一个光纤波导等。孤波的色散和非线性效应在波导介质相互抵消,从而允许一个稳定的脉冲包络传播。
全纤维格式最好的成本,紧凑性和鲁棒性,这里的策略是使用基于交变腔段正面和负面分散纤维导致周期性脉冲的展宽和压缩。关键是要从这样一个提取脉冲腔当其持续时间至少和峰值功率最大。由于提取的脉冲峰值功率高,可以生成新的频率成分通过非线性光学效应在外部纤维的长度,这些是关键时进一步降低脉冲长度。这是基于波频率和时间域之间的数学关系称为傅里叶变换。实现这一转变的物理形式,研究人员研制出一种色散延迟线,折叠新创建的频率成分变成一个单脉冲。
的石墨烯的旗舰研究人员的设置是只基于标准的电信设备,与饱和吸收体基于石墨烯的复合和聚乙烯醇(PVA)的低成本解决方案处理,从大部分石墨与石墨烯薄片剥落了超声搅拌的解决方案。蒸发留下50µm-thick graphene-PVA复合,然后夹在光纤连接器。
这个设置,Purdie和他的同事们能够生成29 fs脉冲,这对应于少于6周期波长1500纳米。补偿高阶非线性和色散效应应导致更短的脉冲长度,和更高的功率二极管的使用,或双泵配置,可能会导致更高的带宽以及脉冲输出功率增加。最后,光子晶体纤维的加入可以原则上允许代同样在其他波长短的激光脉冲。
“什么是真正值得注意的缓解是这个项目将石墨烯与现成的光学纤维在一个高度紧凑的格式,“Popa说。“通过这种方式,我们可以产生光脉冲,只持续几个周期,或几个上百万1000000000秒。”
