二硫化钨掺铒光纤激光器

二硫化钨掺铒光纤激光器是一种使用二硫化钨饱和吸收体的新型光纤激光器。二硫化钨饱和吸收体具有良好的饱和吸收特性和调Q性能，能够提高该光纤激光器的稳定性和激光性能。

被动调Q光纤激光器具有低成本、易实现和简单灵活的优点，可广泛应用于非线性频率生成、环境感测、生物医学诊断、材料加工处理和光通信等领域。目前被动调Q光纤激光器主要基于非线性偏振旋转（NPR）和半导体可饱和吸收镜（SESAM）等技术实现。然而，NPR锁模技术与光纤的偏振态有关，对环境较敏感；SESAM的工作波长限于特定波长，需要昂贵的设备和复杂的制造技术。因此，研究人员希望找到新材料以更好实现光纤激光器调Q和锁模。

二硫化钨具备独特的带隙结构和显著的光学性能。当厚度减至单层时，它呈现出直接能量带隙，更易与光相互作用。因此，二硫化钨可用作饱和吸收体以提高光纤激光器调Q和激光性能。通常，该饱和吸收体具有良好的吸收特性和调Q性能。

二硫化钨被动调Q掺铒光纤（EDF）激光器就是一个例子：

该激光器采用环形腔结构。环形腔由抽运源、耦合器（OC）、波分复用器（WDM）、偏振控制器（PC）、隔离器（ISO）、二硫化钨饱和吸收体（WS₂ SA）和掺铒光纤（EDF）组成。其中，WS₂ SA采用脉冲激光沉积法将WS₂均匀生长在拉锥光纤表面得到。它的表面镀上一层金膜以防止其被外界环境氧化，这增强了它的稳定性和抗干扰能力。二硫化钨表面金膜的厚度约为180 nm。WS₂ SA的调制深度约为15.2％，饱和强度为2.84MW/cm²，非饱和损耗为78％。根据抽运功率的不同，激光器可以在174~250kHZ重复频率范围内进行调谐。当抽运功率为360 mW时，输出端最窄脉冲宽度为780 ns，最大输出功率为18 mW，单脉冲能量为23.5 nJ，激光器的信噪比高达85 dB。由此可见，基于WS₂ SA的全光纤被动调Q掺铒光纤激光器具有较好的稳定性。