フェロフェリック・オキサイド・ナノ粒子の可飽和吸収体を用いたモードロックおよびQスイッチ・モードロック・ファイバー・レーザー

Mode-locked and Q-switched mode-locked fiber laser based on a ferroferric-oxide nanoparticles saturable absorber.

抄録

我々は，可飽和吸収体（SA）としてフェロフェライト酸化物（FeO）ナノ粒子を用いた超高速エルビウム添加ファイバーレーザー（EDFL）を実証した。この可飽和吸収体は，ファイバーフェルールコネクターの端面に塗布された磁性流体を利用したものである。このSAをEDFL空洞に挿入したところ，空洞内の偏光コントローラを調整することで，安定した2.93psのモードロックパルスを得ることができた。このパルスの中心波長は1572.39nmで，3dBのバンド幅は1.39nmであった。また，1593.4nmのQスイッチモード同期パルスも得られた。Qスイッチパルスの繰り返し周波数と時間的幅は，ポンプパワーによって変化した。ポンプパワーが225mWに達したとき、最大平均出力は4.51mW、パルスエンベロープのエネルギーは235.5nJに達した。我々の知る限り，FeOナノ粒子を用いたファイバーレーザーでモードロックパルスおよびQスイッチモードロックパルスが得られたのは今回が初めてである。

We demonstrated an ultrafast erbium-doped fiber laser (EDFL) based on ferroferric-oxide (FeO) nanoparticles as a saturable absorber (SA). The investigated SA was based on magnetic fluid deposited on the end face of a fiber ferrule connector. When the SA was inserted into an EDFL cavity, a stable 2.93 ps mode-locked pulse can be achieved by adjusting the intra-cavity polarization controller. The pulse had a central wavelength of 1572.39 nm and a 3 dB bandwidth of 1.39 nm. We also obtained Q-switched mode-locked pulses at 1593.4 nm. The repetition frequency and the temporal width of the Q-switched pulse envelope varied with the pump power. When the pump power reached 225 mW, the maximum average output power and the pulse envelope energy were up to 4.51 mW and 235.5 nJ. To the best of our knowledge, this is the first time that mode-locked and Q-switched mode-locked pulses have been obtained in a fiber laser based on FeO nanoparticles.