CN113314929B - 具有可饱和吸收和反饱和吸收特性的饱和吸收体及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于光纤激光技术领域，公开了一种具有可饱和吸收和反饱和吸收特性的饱和吸收体及其应用，被动调Q光纤激光器装置，包括980nm LD泵浦源、980nm/1550nm波分复用器、10％输出耦合器、掺铒增益光纤、偏振无关隔离器、单模光纤、偏振控制器、Fe3O4‑PI复合薄膜；其中，所述Fe3O4‑PI复合薄膜是被切割成边长为0.5mm大小的正方形后放置在光纤跳线头上。本发明通过具有可饱和吸收和反饱和吸收特性的饱和吸收体实现了对被动调Q光纤激光器的输出特性进行调节和优化的装置，该调Q光纤激光器的输出特性得到了极大的优化，压缩脉冲宽度和重复频率，同时提高单脉冲能量和峰值功率，调Q脉冲稳定性强。

Description

具有可饱和吸收和反饱和吸收特性的饱和吸收体及其应用
技术领域
本发明属于光纤激光技术领域，尤其涉及一种具有可饱和吸收和反饱和吸收特性的饱和吸收体及其应用。
背景技术
目前，稳定的超快脉冲光纤激光器，具有良好的散热性，低成本，重量小，在激光切割，激光通信和医疗领域得到了广泛的应用和发展。由于稳定脉冲光纤激光器具有较高的脉冲能量和峰值功率，其脉冲宽度也较短，这也使其优于连续波的激光器。这些特性使得它在激光加工和非线性光学中非常重要。
现有的被动调Q光纤激光器主要是通过二维材料作为可饱和吸收体实现的。虽然近年来出现了很多新的饱和吸收体，脉冲光纤激光器技术也发展的非常迅速，但在被动调Q型光纤激光器中关于优化脉冲激光的输出特性的研究空间仍然很大。传统意义上改变光纤激光器脉冲激光输出特性(脉冲频率、脉冲宽度、单脉冲能量和脉冲的峰值功率)的有效途径是调整激光器谐振器的参数。一般通过减小腔长和增加光纤激光器的调制深度，可以有效地压缩调Q的脉冲宽度。在这种状态下，即使脉冲宽度减小，但是与此同时伴随着脉冲频率的增高，单个脉冲的峰值功率和脉冲能量也没有得到有效的提高。因此，对于被动调Q光纤激光器，怎样获得窄脉宽低频率的超快脉冲的研究是非常有意义的，需要进一步发展。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有的被动调Q光纤激光器，即使脉冲宽度减小，但是与此同时伴随着脉冲频率的增高，单个脉冲的峰值功率和脉冲能量也没有得到有效的提高。现有的压缩脉冲宽度的方式为改变谐振腔的参数，但是用此种方法最然可以压缩脉冲宽度，但是与此同时伴随着重复频率的增加，即不能同时压缩脉冲宽度和重复频率。现有的被动调Q的光学转换效率(输出峰值功率除于泵浦功率)非常低，没有超过100％的，而本发明的光学转换效率高达855％。现有的被动调Q脉冲的峰值功率较低，一般不会超过100mW，而本发明产生的脉冲峰值功率高达556mW。
解决以上问题及缺陷的难度为：降低脉冲宽度的同时会增加重复频率，也伴随着脉冲能量和峰值功率不能有效提升，由于增加的损耗不合理，导致光学转换效率很低。
解决以上问题及缺陷的意义为：将填补国内外对低频率窄脉宽研究的空白。显著的提高了单脉冲能量和峰值功率，将在激光加工等领域有重大应用。显著的提高了光学转换效率，有利于高效率激光器的应用和发展。利用正反饱和结合的饱和吸收体，将打开对反饱和吸收体的应用和探索。也将打开对激光器输出特性调节的新的发展阶段。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种具有可饱和吸收和反饱和吸收特性的饱和吸收体及其应用。
本发明是这样实现的，一种具有可饱和吸收和反饱和吸收特性的饱和吸收体，包括：
具有正可饱和吸收特性的正可饱和吸收体和反饱和吸收特性的反饱和吸收体；
将正可饱和吸收体与反饱和吸收体体积比分别为1：3、1：4和1：5。
所述正可饱和吸收体为Fe3O4纳米粒子；
所述反饱和吸收体为聚酰亚胺。
本发明的另一目的在于提供一种利用所述具有可饱和吸收和反饱和吸收特性的饱和吸收体的调q光纤激光器输出激光特性的调控方法，包括：
利用正反饱和吸收特性实现光纤调q脉冲激光的输出特性优化，获得窄脉冲，低重频、高峰值功率和大单脉冲能量的脉冲输出。
本发明的另一目的在于提供一种Fe3O4-PI复合薄膜，所述Fe3O4-PI复合薄膜由权利要求1所述的具有可饱和吸收和反饱和吸收特性的饱和吸收体制成。
本发明的另一目的在于提供一种Fe3O4-PI复合薄膜的制备方法，包括：
(1)用N-甲基吡咯烷酮对20wt.％液体PI进行稀释；
(2)将1mg/mL的Fe3O4纳米粒子水溶液和分别以1：3、1：4和1：5的比例和PI溶液进行混合，并将混合物在50W的功率下进行超声处理1h，得到均匀的混合物；
(3)将制备好的混合物均匀的滴在玻璃基板的表面，并在60℃的环境下蒸发10h，得到Fe3O4和PI的体积比分别为1：3、1：4和1：5的Fe3O4-PI薄膜。
进一步，步骤(1)中，所述N-甲基吡咯烷酮和20wt.％液体PI的体积比为1：2。
进一步，所述用N-甲基吡咯烷酮对20wt.％液体PI进行稀释后，充分搅拌并放在70W的功率下超声处理30min。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述的Fe3O4-PI复合薄膜的饱和吸收体实现的被动调Q光纤激光器装置，所述被动调Q光纤激光器装置，包括980nm LD泵浦源、980nm/1550nm波分复用器、10％输出耦合器、掺铒增益光纤、偏振无关隔离器、单模光纤、偏振控制器、Fe3O4-PI复合薄膜；其中，所述Fe3O4-PI复合薄膜是被切割成边长为0.5mm大小的正方形后放置在光纤跳线头上。
进一步，所述半导体泵浦源，用于产生980nm泵浦光；
所述偏振无关光隔离器，用于控制单向光传输；
所述可饱和吸收体Fe3O4-PI复合薄膜，用于产生被动调Q；
所述10％输出耦合器，用于观测输出脉冲激光；
所述掺铒增益光纤，用于产生粒子数反转所需。
进一步，所述光纤激光器的谐振腔由掺铒增益光纤、偏振无关光隔离器、偏振控制器和Fe3O4-PI复合薄膜组成，所述泵浦源连接波分复用器将泵浦光注入其中，波分复用器的输入端与泵浦源的输出端相连接，输出端和复用端与激光器的谐振腔相连接，输出耦合器的输入端和直通输出端连接在激光器的谐振腔中，输出耦合器的输出端连接光谱仪和示波器用来对输出的调Q脉冲激光进行特性检测。
进一步，所述被动调Q光纤激光器装置，包括对脉冲宽度、输出频率、单脉冲能量和峰值功率的调节。
进一步，所述可饱和吸收体Fe3O4-PI复合薄膜中，Fe3O4-PI的比例为1：3、1：4、1：5。
当Fe3O4-PI的比例为1：3时，所产生的调Q脉冲的输出特性为：脉冲宽度为2.5μs、重复频率为46.27kHz、峰值功率和单脉冲能量分别为39.4mW和90.6nJ，Q开关的启动阈值为97mW，调制深度为4.31％，光学转换效率为25％；
当Fe3O4-PI的比例为1：4时，所产生的调Q脉冲的输出特性为：脉冲宽度为2.1μs、重复频率为36.9kHz、峰值功率和单脉冲能量分别为50mW和103.7nJ，Q开关的启动阈值为97mW，调制深度为6.12％，光学转换效率为32％；
当Fe3O4-PI的比例为1：5时，所产生的调Q脉冲的输出特性得到极大的优化，脉冲宽度压缩为0.669μs、重复频率压缩为5.51kHz、峰值功率和单脉冲能量分别提高为556mW和364nJ，Q开关的启动阈值降低至30mW，调制深度为10.36％，光学转换效率为855％。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：
本发明通过具有可饱和吸收特性和反饱和吸收特性结合的饱和吸收体，并通过该饱和吸收体实现了对被动调Q脉冲输出特性的调节(同时压缩了脉冲宽度和重复频率，显著地提高了单脉冲能量、峰值功率和光学转换效率)；可饱和吸收体为Fe3O4纳米粒子，具有反饱和吸收特性的吸收体为聚酰亚胺；将Fe3O4纳米粒子与聚酰亚胺以1比5的比例制成薄膜器件后，集成到光纤激光器的谐振腔中产生了被动调Q脉冲输出，并且相比于比例为1比3时产生的调Q脉冲，输出特性的到了极大程度的优化。
本发明实现了具有可饱和吸收特性和反饱和吸收特性的饱和吸收体的制备；所用的Fe3O4-PI复合薄膜制作简单，价格低廉且制作周期较短，而且抗损伤阈值高，非饱和损耗低；所产生的被动调Q脉冲输出得到了显著的优化，实现了同时对脉冲宽度和脉冲频率的有效压缩，也实现了对单脉冲能量和峰值功率的有效提升，脉冲的稳定性高，启动阈值低。
同时，本发明通过具有可饱和吸收和反饱和吸收特性的饱和吸收体实现了对被动调Q光纤激光器的输出特性进行调节和优化的装置。该调Q光纤激光器的输出特性得到了极大的优化，同时压缩了脉冲宽度和重复频率，同时提高了单脉冲能量和峰值功率，Q开关的启动阈值较低，光光转换效率非常高，调Q脉冲稳定性强。
本发明的主要想法是利用正反饱和特性可以实现调q光纤激光器输出激光特性的调控，也就是脉宽压缩和频率压缩，进而提高峰值功率和单脉冲能量。本发明实验验证用的是Fe3O4-PI复合薄膜，利用Fe3O4提供正饱和吸收特性，利用PI膜提高反饱和吸收特性。但并不仅仅限于这个两个材料，还可以用其他具有正反饱和特性的材料来实现脉冲调控。所以核心是利用正反饱和吸收特性实现光纤调q脉冲激光的输出特性优化，可以获得窄脉冲，低重频、高峰值功率和大单脉冲能量的脉冲输出。所以本发明并不是仅仅限于Fe3O4-PI复合薄膜。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1(a)-图1(b)是本发明实施例提供的Fe3O4纳米粒子的SEM和EDS图。
图2(a)-图2(c)是本发明实施例提供的Fe3O4-PI复合薄膜光学图、SEM图和EDS图。
图3是本发明实施例提供的光纤激光器的结构图；
图中：1、980nmLD泵浦源；2、偏振无关光隔离器；3、偏振控制器；4、Fe3O4-PI复合薄膜；5、10％输出耦合器；6、掺铒增益光纤；7、980nm/1550nm波分复用器。
图4(a)-图4(d)是本发明实施例提供的Fe3O4-PI比例为1:3时的薄膜所产生的调Q脉冲的输出特性示意图。
图5(a)-图5(d)是本发明实施例提供的Fe3O4-PI比例为1:4时的薄膜所产生的调Q脉冲的输出特性示意图。
图6(a)-图6(d)是本发明实施例提供的Fe3O4-PI比例为1:5时的薄膜所产生的调Q脉冲的输出特性示意图。
图7(a)-图7(b)是本发明实施例提供的各个比例下对应的调Q脉冲序列的射频和不同泵浦功率下对应的脉冲序列示意图。
图8是本发明实施例提供的同时具有可饱和吸收和反饱和吸收特性的饱和吸收体的实物图。
图9是本发明实施例提供的Fe3O4-PI复合薄膜的制备方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种具有可饱和吸收和反饱和吸收特性的饱和吸收体及其应用，下面结合附图对本发明作详细的描述。
本发明提供一种具有可饱和吸收和反饱和吸收特性的饱和吸收体，包括：
具有正可饱和吸收特性的正可饱和吸收体和反饱和吸收特性的反饱和吸收体；
将正可饱和吸收体与反饱和吸收体体积比分别为1：3、1：4和1：5。
所述正可饱和吸收体为Fe3O4纳米粒子；
所述反饱和吸收体为聚酰亚胺。
本发明还提供一种利用所述具有可饱和吸收和反饱和吸收特性的饱和吸收体的调q光纤激光器输出激光特性的调控方法，所述调q光纤激光器输出激光特性的调控方法包括：
利用正反饱和吸收特性实现光纤调q脉冲激光的输出特性优化，获得窄脉冲，低重频、高峰值功率和大单脉冲能量的脉冲输出。
本发明的还提供一种Fe3O4-PI复合薄膜，所述Fe3O4-PI复合薄膜由权利要求1所述的具有可饱和吸收和反饱和吸收特性的饱和吸收体制成。
本发明实施例提供Fe3O4-PI复合薄膜制备方法(如图9)包括以下步骤：
S101，用N-甲基吡咯烷酮对20wt.％液体PI进行稀释；
S102，将1mg/mL的Fe3O4纳米粒子水溶液和分别以1：3、1：4和1：5的比例和PI溶液进行混合，并将混合物在50W的功率下进行超声处理1h，得到均匀的混合物；
S103，将制备好的混合物均匀滴在玻璃基板的表面，并在60℃的环境下蒸发10h，得到Fe3O4和PI的体积比分别为1：3、1：4和1：5的Fe3O4-PI薄膜。
下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步描述。
实施例1
本发明的第一个目的旨在提供一种调Q光纤激光器，该调Q光纤激光器的输出特性得到了极大的优化。同时压缩了脉冲宽度和重复频率，同时提高了单脉冲能量和峰值功率，Q开关的启动阈值较低，光光转换效率非常高，调Q脉冲稳定性强。
本发明的第二目的旨在提供一种基于可饱和吸收和反饱和吸收结合的饱和吸收体实现被动调Q光纤激光器。
本发明的第三个目的旨在提供一种二维材料Fe3O4纳米粒子-聚酰亚胺(PI)薄膜的制备方法。该薄膜的制备方法简单，成本低。
本发明所采用的技术方案是，一种基于可饱和吸收体的被动调Q光纤激光器装置。
优选地，一种基于可饱和吸收和反饱和吸收特性结合的饱和吸收体的被动调Q光纤激光器装置。
优选地，一种基于可饱和吸收和反饱和吸收特性结合的饱和吸收体实现同时对脉冲宽度和重复频率压缩的光纤激光器装置。
本发明还提供一种通过和饱和吸收和反饱和吸收特性结合实现对输出特性调节的被动调Q光纤激光器装置，包括对脉冲宽度、输出频率、单脉冲能量和峰值功率的调节。
优选地，脉冲的输出特性进行了如下调节：
1、当Fe3O4-PI的比例为1：3时，所产生的调Q脉冲的输出特性为：脉冲宽度为2.5μs、重复频率为46.27kHz、峰值功率和单脉冲能量分别为39.4mW和90.6nJ，Q开关的启动阈值为97mW，调制深度为4.31％，光学转换效率为25％；
2、当Fe3O4-PI的比例为1：4时，所产生的调Q脉冲的输出特性为：脉冲宽度为2.1μs、重复频率为36.9kHz、峰值功率和单脉冲能量分别为50mW和103.7nJ，Q开关的启动阈值为97mW，调制深度为6.12％，光学转换效率为32％；
3、当Fe3O4-PI的比例为1：5时，所产生的调Q脉冲的输出特性得到了极大的优化，脉冲宽度压缩为0.669μs、重复频率压缩为5.51kHz、峰值功率和单脉冲能量分别提高为556mW和364nJ，Q开关的启动阈值降低至30mW，调制深度为10.36％，光学转换效率为855％。
优选地，制备的Fe3O4-PI复合薄膜是按照以下方法制备的：
a1、首先，用N-甲基吡咯烷酮对20wt.％液体PI进行稀释，体积比为1：2。a2、将Fe3O4纳米粒子水溶液(1mg/mL)和分别以1：3、1：4和1：5的比例和PI溶液进行混合。然后将混合物在50W的功率下进行超声处理1h，得到了均匀的混合物。a3、把制备好的混合物均匀的滴在玻璃基板的表面，并在60℃的环境下蒸发10h。最后得到了Fe3O4和PI的体积比分别为1：3、1：4和1：5的Fe3O4-PI薄膜。
优选地，该窄脉宽低重频被动调Q光纤激光器装置采用下列技术方案：
1为产生980nm泵浦光的半导体泵浦源、2为控制单向光传输的偏振无关光隔离器、3为偏振控制器、4为产生被动调Q的可饱和吸收体Fe3O4-PI复合薄膜、5为用于观测输出脉冲激光的10％输出耦合器、6为产生粒子数反转所需要的掺铒增益光纤和7为980nm/1550nm的波分复用器，其中Fe3O4-PI复合薄膜是被切割成边长为0.5mm大小的正方形后放置在光纤跳线头上的。整个光纤激光器的谐振腔是由6掺铒增益光纤、2偏振无关光隔离器、3偏振控制器和4Fe3O4-PI复合薄膜组成的，1泵浦源连接7波分复用器将泵浦光注入其中，波分复用器的输入端与泵浦源的输出端相连接，输出端和复用端与激光器的谐振腔相连接，7输出耦合器的输入端和直通输出端连接在激光器的谐振腔中，输出耦合器的输出端连接光谱仪和示波器用来对输出的调Q脉冲激光进行特性检测。
本发明的有益效果是：(1)实现了具有可饱和吸收特性和反饱和吸收特性的饱和吸收体的制备；(2)所用的Fe3O4-PI复合薄膜制作简单，价格低廉且制作周期较短，而且抗损伤阈值高，非饱和损耗低；(3)所产生的被动调Q脉冲输出得到了显著的优化，实现了同时对脉冲宽度和脉冲频率的有效压缩，也实现了对单脉冲能量和峰值功率的有效提升，脉冲的稳定性高，启动阈值低。
实施例2：SEM和DES由扫描电子显微镜(JEM-6700F)测定
一种窄脉冲宽度和低重复频率的被动调Q光纤激光器装置，包括980nm LD泵浦源、980nm/1550nm波分复用器、10％输出耦合器、掺铒增益光纤、偏振无关隔离器、单模光纤、偏振控制器、Fe3O4-PI复合薄膜。
制备方法：(1)取10mL的N-甲基吡咯烷酮和20mL的20wt.％液体PI。用N-甲基吡咯烷酮对20wt.％液体PI进行稀释，充分搅拌并放在70W的功率下超声处理30min，所用的N-甲基吡咯烷酮和液体PI体积比为1：2。(2)Fe3O4纳米粒子是从先锋纳米购买的，平均直径为50nm，取Fe3O4纳米粒子5mg和水溶液5mL混合后在功率50mW下超声30min，将制备Fe3O4纳米粒子水溶液将Fe3O4纳米粒子水溶液(1mg/mL)和分别以1：3、1：4和1：5的比例和(1)制备好的PI溶液进行混合。然后将混合物在50W的功率下进行超声处理1h，得到了均匀的混合物。(3)把制备好的混合物均匀的滴在玻璃基板的表面，并在60℃的环境下蒸发10h。最后得到了Fe3O4和PI的体积比分别为1：3、1：4和1：5的Fe3O4-PI薄膜。图1可以看到Fe3O4纳米粒子的SEM图。
将制备好的Fe3O4-PI复合薄膜通过切刀切割成边长为0.5mm大小的正方形后放置在光纤的跳线头上，即可进行光纤激光器调Q脉冲输出特性的的测试，光纤激光器输出的脉冲需要通过光谱仪及示波器来进行输出特性的检测。测试结果Fe3O4-PI比例为1：3的复合薄膜产生的脉冲激光输出特性如图4所示，可以清楚地看到，泵浦功率为97mW时，对应的调Q脉冲的脉冲宽度为2.5μs、重复频率为46.27kHz、峰值功率和单脉冲能量为39.4mW和90.6nJ，且光谱的中心波长为1560.8nm；图5为Fe3O4-PI比例为1：4的复合薄膜产生的脉冲激光输出特性，泵浦功率为97mW时，对应的调Q脉冲的脉冲宽度为2.1μs、重复频率为36.9kHz、峰值功率和单脉冲能量为50mW和103.7nJ，且光谱的中心波长为1561.8nm；图6为Fe3O4-PI比例为1：5的复合薄膜产生的脉冲激光输出特性，泵浦功率为65mW时，对应的调Q脉冲的脉冲宽度为0.669μs、重复频率为5.51kHz、峰值功率和单脉冲能量为556mW和364nJ，且光谱的中心波长为1562.8nm；图7是不同比例下对应的脉冲序列的射频，可以看到，稳定性都很高。我们知道，当Fe3O4-PI比例为1：5的复合薄膜产生的脉冲激光的输出特性得到了极大的优化，不仅同时对脉冲宽度和重复频率进行了有效的压缩，而且单脉冲能量和峰值功率也得到了极大的提高，这可归因于PI的反饱和特性，随着PI比例的逐渐增加，PI的反饱和特性越来越明显，并在1：5时充分表现出来，适当的增加了腔内的损耗，并为提高调制深度和超过阈值程度、降低光子寿命建立了有效的途径。导致了脉冲宽度和频率的降低，所以只要增加的损耗是合理的，就可以对激光的输出特性进行优化与调节。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具有可饱和吸收和反饱和吸收特性的饱和吸收体，其特征在于，所述具有可饱和吸收和反饱和吸收特性的饱和吸收体包括：
具有正可饱和吸收特性的正可饱和吸收体和反饱和吸收特性的反饱和吸收体；
将正可饱和吸收体与反饱和吸收体体积比为1：5；
所述正可饱和吸收体为Fe3O4纳米粒子；
所述反饱和吸收体为聚酰亚胺。
2.一种利用权利要求1所述具有可饱和吸收和反饱和吸收特性的饱和吸收体的调q光纤激光器输出激光特性的调控方法，其特征在于，所述调q光纤激光器输出激光特性的调控方法包括：
利用正反饱和吸收特性实现光纤调q脉冲激光的输出特性优化，获得窄脉冲，低重频、高峰值功率和大单脉冲能量的脉冲输出。
3.一种Fe3O4-PI复合薄膜，其特征在于，所述Fe3O4-PI复合薄膜由权利要求1~2任意一项所述的具有可饱和吸收和反饱和吸收特性的饱和吸收体制成。
4.一种Fe3O4-PI复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述Fe3O4-PI复合薄膜的制备方法包括：
（1）用N-甲基吡咯烷酮对20wt.%液体PI进行稀释；
（2）将1mg/mL的Fe3O4纳米粒子水溶液和以1：5的比例和PI溶液进行混合，并将混合物在50W的功率下进行超声处理1h，得到均匀的混合物；
（3）将制备好的混合物均匀的滴在玻璃基板的表面，并在60℃的环境下蒸发10h，得到Fe3O4和PI的体积比分别为1：3、1：4和1：5的Fe3O4-PI薄膜。
5.如权利要求4所述的Fe3O4-PI复合薄膜的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述N-甲基吡咯烷酮和20wt.%液体PI的体积比为1：2。
6.如权利要求4所述的Fe3O4-PI复合薄膜的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述用N-甲基吡咯烷酮对20wt.%液体PI进行稀释后，充分搅拌并放在70W的功率下超声处理30min。
7.一种应用如权利要求3所述的Fe3O4-PI复合薄膜的被动调Q光纤激光器装置，其特征在于，所述被动调Q光纤激光器装置，包括980nm LD泵浦源、980nm/1550nm波分复用器、10%输出耦合器、掺铒增益光纤、偏振无关隔离器、单模光纤、偏振控制器、Fe3O4-PI复合薄膜；其中，所述Fe3O4-PI复合薄膜是被切割成边长为0.5mm大小的正方形后放置在光纤跳线头上。
8.如权利要求7所述的被动调Q光纤激光器装置，其特征在于，所述980nm LD泵浦源，用于产生980nm泵浦光；
所述偏振无关光隔离器，用于控制单向光传输；
所述可饱和吸收体Fe3O4-PI复合薄膜，用于产生被动调Q；
所述10%输出耦合器，用于观测输出脉冲激光；
所述掺铒增益光纤，用于产生粒子数反转所需。
9.如权利要求7所述的被动调Q光纤激光器装置，其特征在于，所述光纤激光器的谐振腔由掺铒增益光纤、偏振无关光隔离器、偏振控制器和Fe3O4-PI复合薄膜组成，所述泵浦源连接波分复用器将泵浦光注入其中，波分复用器的输入端与泵浦源的输出端相连接，输出端和复用端与激光器的谐振腔相连接，输出耦合器的输入端和直通输出端连接在激光器的谐振腔中，输出耦合器的输出端连接光谱仪和示波器用来对输出的调Q脉冲激光进行特性检测。
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