以奈米碳管摻雜高分子膜飽和吸收體建構被動鎖模光纖雷射

Abstract

本論文探討以奈米黏土分散奈米碳管摻雜的高分子膜做為飽和吸收體建構被動鎖模光纖雷射系統，並利用不同材料與光學分析去探討三種不同類型的單臂/雙臂/多臂碳管，在做為飽和吸收體時對鎖模輸出特性的影響。其中樣本A在拉曼分析指出為純度較低的多臂奈米碳管，其吸收能量位置與雷射增益譜乖離；且過多的石墨雜質造成強吸收，因此無法當作飽和吸收體使用。另外，TEM與拉曼分析指出樣本B為單臂奈米碳管，且利用Kataura圖推測位於1.5微米的吸收峰為奈米碳管中的E22躍遷能階。諧波鎖模在使用樣本B當作飽和吸收體之摻挕光纖雷射系統中被觀測到，並且可利用調整摻挕光纖放大器泵浦功率的方式來改變諧波鎖模的階數。另一方面，選區繞射與拉曼分析的結果同時指出樣本C為雙臂奈米碳管，且在1.55微米處，有一個對應奈米碳管中E11躍遷能階的吸收峰。在拉曼頻譜中，利用分裂的拉伸模式可推測出碳管的管徑約為1.42奈米。在使用樣本C當作飽和吸收體之摻挕光纖雷射系統中可得到基頻鎖模脈衝輸出，且利用增加摻挕光纖放大器泵浦功率來加強飽和吸收體脈衝塑型效應以縮短脈衝寬並得到頻譜拓寬。飽和吸收體膜的厚度增加會增大損耗調制深度使得脈衝縮短，利用較高分光比的耦合器則可得到較短的脈衝以及較寬的頻譜。在使用厚度為128微米飽和吸收體之摻挕光纖雷射系統中，可以觀測到792飛秒的脈衝與線寬2.72奈米的光譜。