Avançando Sensoriamento Remoto: Fotônica de Grafeno para Aplicações Laser de Alto Desempenho

Atualmente, o método dominante para gerar pulsos laser ultrarrápidos passivamente é usar espelhos absorvedores saturáveis semicondutores (SESAMs). Este tipo de travador de modo passivo produz resultados excepcionais, mas é difícil de fabricar, caro e limitado em largura de banda. Em contraste, um absorvedor saturável baseado em grafeno é mais fácil de produzir e tem as vantagens de largura de banda muito mais ampla, intensidade de saturação menor, profundidade de modulação ajustável, tempo de recuperação ultrarrápido e limiar de dano óptico muito mais alto, produzindo assim energias mais altas.

Um processo para transferir grafeno para substratos ópticos adequados, bem como pontas de fibra óptica, foi desenvolvido cultivando grafeno de grande área usando uma técnica de deposição química de vapor de baixa pressão (LPCVD). Além disso, um segundo processo foi desenvolvido para depositar múltiplas camadas de grafeno no mesmo substrato. Usando esses novos processos, engenheiros desenvolveram um processo para fazer um absorvedor saturável com grafeno de camada única bem como multicamadas.

Alta energia (dezenas de nJ) e pulsos de femtossegundos com taxa de repetição na ordem de centenas de MHz foram demonstrados usando grafeno como absorvedor saturável no desenvolvimento de um dispositivo de travamento de modo baseado em grafeno para um transmissor laser. Este trabalho também levou ao desenvolvimento de outros dispositivos fotônicos inovadores. Além das aplicações como transmissor laser, o absorvedor saturável pode ser usado como um bolômetro baseado em grafeno escalável.

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