CN116154586B - 高能辐照制备复合波导被动脉冲激光器的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高能辐照制备复合波导被动脉冲激光器的方法，该方法将二维纳米材料放置在光波导表面组成复合波导，使用高能离子束辐照复合波导；将入射腔镜和出射腔镜分别放置在复合波导两个端面组成激光谐振腔，本发明采用高能离子束可以增强二维纳米材料与光波导之间的接触，从而增强可饱和吸收体与导波光的相互作用，获得优质的脉冲波导激光。本发明的被动脉冲激光器具有制作简单，体积小，脉冲质量好，实用性强，易于集成和大规模推广应用。本发明为开发基于复合波导的高性能片上脉冲激光器提供了新的策略，在集成光学领域具有广阔的应用前景。

Description

高能辐照制备复合波导被动脉冲激光器的方法
技术领域
本发明涉及高能辐照制备复合波导被动脉冲激光器的方法，属于集成光学器件制备技术领域。
背景技术
基于光波导结构的被动脉冲激光器是未来集成光电子器件中最有前途的光源之一，它具有泵浦阈值低、光学增益大、结构丰富、体积小、易于集成等特点，在高速光通信、非线性光学、高精度材料加工等领域具有广阔的应用前景。二维纳米材料具有超薄尺寸特性和优异的非线性光学性质，特别适合用作被动脉冲波导激光器中的可饱和吸收体。将二维纳米材料转移到光波导表面组成的复合波导，不仅仅可以使器件的结构更加紧凑，利于提高脉冲的重复频率，同时还能增加二维纳米材料的光损伤阈值，利于产生高峰值功率的超短脉冲激光，是发展片上光源的重要方式。在复合波导中，二维纳米材料通过与波导模式的倏逝场相互作用来调制腔内损耗。然而，由于热波动，实际制备的二维纳米材料含有很多褶皱，导致其与光波导表面松散接触，因而与倏逝场的相互作用非常弱。较弱的光与物质相互作用使二维纳米材料难以获得较好的饱和吸收，给其在片上光调制器的应用带来了巨大挑战，阻碍了短脉冲的实现。因此，迫切需要发展片上调制二维纳米材料与光波导接触和耦合的方法，提高被动脉冲波导激光器的性能。
离子束技术是一种重要的材料改性技术，它使用载能离子束调控材料的结构，进而实现材料性质在微米或纳米尺度上变化，广泛用于光波导的制备和二维纳米材料性质调控。目前，应用载能离子束可以在多种激光晶体表面制备平面包层光波导结构，再结合金刚石刀切割或飞秒激光直写，可制备出通道包层光波导结构。包层光波导由外包层、内包层和芯层组成。外层到芯层的折射率由低到高变化。因此，与相应的单层波导相比，包层波导芯层具有更好的光学约束和耦合效率。此外，高能量的离子束可以增强石墨烯纳米片和衬底之间的接触，促进其相应器件发展。
中国专利文献CN101908713A公开了石墨烯调Q开关及应用，包括在SiC衬底上生长石墨烯，将载有石墨烯的SiC放置在增益介质之后作为输出腔镜，泵浦光通过增益介质再通过石墨烯，可调节可见光、红外或紫外的激光损耗。然而，这种二维纳米材料Q开关直接与激光相互作用，涉及全功率激光参与，因此易造成二维纳米材料损伤，影响输出激光的峰值功率。此外，将二维纳米材料放在增益介质出射端，不仅仅增加了腔长，对操作条件比较敏感，对准直和耦合要求高，不利于实现稳定的高重复频率的脉冲激光。
中国专利文献CN108963732A公开了一种波导被动调Q激光器及其制作方法，波导被动调Q激光器制作方法包括以下步骤：1）将增益介质和调制介质通过激光焊接；2）在增益介质和调制介质内部分别通过激光刻写波导结构，形成增益波导和调制波导；3）将增益波导和调制波导设置在泵浦源的输出光路上，获得波导被动调Q激光器。然而，这种波导被动调Q激光器使用调制波导作为可饱和吸收体，并且放置在泵浦源所在的光路上，存在空间结构复杂、体积较大以及不能随意更换增益介质的问题，对实现超短脉冲和片上集成不利。
因此，亟需一种结构简单，稳定性好，谐振腔功率密度高，泵浦阈值低的新型波导被动脉冲激光器。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供高能辐照制备复合波导被动脉冲激光器的方法。
本发明首次利用离子束技术制备出了基于复合波导的纳秒级脉冲激光器，该激光器结构紧凑、种类丰富、性能优越，为集成光学器件的制备和优化提供了新的方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
高能辐照制备复合波导被动脉冲激光器的方法，包括步骤如下：
（1）将切割好的激光晶体进行光学抛光与清洗；
（2）利用离子束加速器发出高能重离子，对激光晶体的表面进行两次轰击，在直接轰击的激光晶体的表面形成平面包层光波导；
（3）在步骤（2）的平面包层光波导上采用飞秒激光直写技术写出通道包层光波导；
（4）将二维纳米材料转移到通道包层光波导表面，组成复合波导，使用高能碳离子束垂直辐照复合波导表面，促使二维纳米材料与光波导紧密结合，得到处理后复合波导；
（5）将入射腔镜与出射腔镜固定在处理后复合波导的两端，组成激光谐振腔，完成复合波导被动脉冲激光器的制备。
根据本发明优选的，步骤（1）中，切割好的激光晶体为1×1×0.2cm3的块材。
根据本发明优选的，步骤（1）中，光学抛光为将切割后的激光晶体两个侧面和其中一个大面进行抛光。
根据本发明优选的，步骤（1）中，清洗为将抛光后的激光晶体分别用丙酮、酒精、去离子水进行超声清洗。
根据本发明优选的，步骤（1）中，所述激光晶体为Nd:YAG晶体、Yb:YAG晶体或Tm:KYW晶体。
根据本发明优选的，步骤（2）中，离子束加速器发出的高能重离子为碳离子或氧离子，能量为6～20MeV，剂量为1×1013～1×1015ions/cm2。
根据本发明优选的，步骤（2）中，沿与抛光面垂直方向呈7°角的方向进行两次轰击。
根据本发明优选的，步骤（2）中，在轰击的激光晶体的表面形成平面包层光波导的厚度为3～10μm。
根据本发明优选的，步骤（2）中，平面包层光波导由外包层、内包层和芯层组成，外包层位于激光晶体内部，芯层是两次离子束轰击重叠区域，位于激光晶体表面。
根据本发明优选的，步骤（3）中，通道包层光波导为直线通道包层光波导或Y分支通道包层光波导。
根据本发明优选的，步骤（3）中，采用飞秒激光直写技术写出的通道包层光波导具有以下特征：
在步骤（2）得到的平面包层光波导用飞秒激光写出一系列平行的激光损伤轨迹，轨迹横向间隔为3μm，轨迹横向扫描遵循矩形或半圆形形状，矩形形状宽度为30～50μm，半圆形形状直径为30～50μm；形成的直线光波导长度为10mm；形成Y分支光波导单支和分支的长度分别为3.5mm和6.5mm，分支间隔200μm。
根据本发明优选的，步骤（4）中，二维纳米材料为单层石墨烯、6-8层石墨烯或石墨烯二硒化钨异质结。
根据本发明优选的，步骤（4）中，二维纳米材料的厚度为1-10nm。
根据本发明优选的，步骤（4）中，二维纳米材料的大小与通道包层光波导大小匹配。
根据本发明优选的，步骤（4）中，高能碳离子束能量为6～10MeV，剂量为1×1013～1×1015ions/cm2。
根据本发明优选的，步骤（5）中，组成激光谐振腔为矩形直线结构、矩形Y分支结构、半圆形直线结构以及半圆形Y分支结构。
本发明未详尽之处，均可采用现有技术。
本发明使用高能碳离子辐照复合波导，调节二维纳米材料和光波导之间的接触和耦合，增强了二维纳米材料与光波导接触和耦合，使其与光波导表面紧密接触，提高谐振腔的功率密度和降低激光器的泵浦阈值。
本发明将二维纳米材料放置在光波导表面组成复合波导，使用高能离子束辐照复合波导；将入射腔镜和出射腔镜分别放置在复合波导两个端面组成激光谐振腔，其中辐照后的二维纳米材料作为可饱和吸收体，光波导作为增益介质；使用聚焦透镜将泵浦光耦合到光波导中，二维纳米材料与波导模式的倏逝场发生强相互作用，在输出端收集脉冲波导激光。
本发明的有益效果如下：
1、本发明的方法将二维纳米材料可饱和吸收体放在光波导表面组成复合波导，可以有效缩短谐振腔长度，增加可饱和吸收体的激光损伤阈值，易于获得高重复频率和高峰值功率的脉冲激光；此外，本发明可饱和吸收体不在泵浦光路上，对光路准直和耦合不敏感，因此制备的脉冲激光器结构简单，稳定性好。
2、本发明的方法使用高能碳离子辐照复合波导，可以进一步在垂直于波导表面的方向上增大光波导的折射率，因此辐照后的复合波导对光的限制能力更强，可以提高谐振腔的功率密度和降低激光器的泵浦阈值。
3、本发明对现有技术中的脉冲波导激光器进行改进，使用高能碳离子辐照复合波导，二维纳米材料被压平，并紧紧地贴在光波导表面，被压缩的二维纳米材料与光波导近表面的倏逝场发生强烈的相互作用，极大优化了复合波导中脉冲激光器的性能。本发明为加强二维纳米材料和光波导在紧凑封装中的相互作用和定制片上脉冲激光器的激光性能提供了新的策略，在集成光学领域具有广阔的应用前景。
4、本发明使用高能碳离子辐照的方法，在复合波导中制备了多种脉冲波导激光器，包括半圆形直线结构、半圆形Y分支结构、矩形直线结构和矩形Y分支结构，这些被动脉冲激光器具有制作简单，结构紧凑，脉冲质量好，易于片上集成和大规模推广应用。
5、本发明适用于多种激光晶体、多种光波导结构和二维纳米材料，可以根据不同需求对不同复合波导进行离子束辐照，不受激光波长限制，可以用于产生可见光、红外或中红外波导激光，极大地丰富了片上脉冲波导激光器的类型。
附图说明
图1为本发明高能重离子在激光晶体中制备平面包层光波导的示意图；
图2为本发明飞秒激光直写在平面包层光波导中制备通道包层光波导的示意图；
图3为本发明高能碳离子辐照复合波导的示意图；
图4为本发明制得的复合波导被动脉冲激光器的结构示意图；
图中：1、激光晶体，2、高能重离子，3、平面包层光波导，4、外包层，5、内包层，6、芯层，7、飞秒激光，8，通道包层光波导，9、高能碳离子束，10、二维纳米材料，11、复合波导，12、入射腔镜，13、出射腔镜，14、泵浦激光，15、聚焦透镜，16、激光谐振腔，17、物镜，18、示波器；
图5为本发明实施例1和对比例1制备的直线型复合波导在TM偏振下的激光功率测试结果图。
具体实施方式
下面结合实施例和说明书附图对本发明做详细的说明，但不限于此。
实施例1、
高能辐照制备复合波导被动脉冲激光器的方法，步骤如下：
（1）将激光晶体1切割成1×1×0.2cm3的块材，激光晶体1为Nd:YAG晶体，然后进行光学抛光与清洗；
（2）利用离子束加速器发出的高能重离子2，高能重离子2为碳离子，沿与抛光面垂直方向呈7°角的方向对Nd:YAG晶体的抛光大面进行两次轰击，第一次碳离子的能量为6MeV，剂量为1×1015ions/cm2，第二次碳离子的能量为15MeV，剂量为1×1014ions/cm2，在直接轰击的Nd:YAG晶体的表面形成平面包层光波导3，平面包层光波导由外包层4、内包层5和芯层6组成，如图1所示；
（3）在平面包层光波导3上采用飞秒激光7直写技术写出通道包层光波导8，具体为横截面尺寸为30×30μm2矩形的一个直线型通道包层光波导和一个Y分支型通道包层光波导，其中直线型通道包层光波导长度为10mm，Y分支型通道包层光波导的单支和分支的长度分别为3.5mm和6.5mm，分支间隔200μm，如图2所示；
（4）将二维纳米材料10转移到通道包层光波导表面，组成复合波导11，二维纳米材料10为单层石墨烯，使用能量为7.5MeV，剂量为1×1015ions/cm2的高能碳离子束9垂直辐照复合波导11，促使单层石墨烯与Nd:YAG光波导紧密结合，如图3所示；
（5）将入射腔镜12与出射腔镜13固定在步骤（4）高能碳离子束辐照的复合波导两端，组成激光谐振腔16，完成复合波导被动脉冲激光器的制备。其中Nd:YAG光波导作为增益介质，单层石墨烯作为可饱和吸收体。激光谐振腔16有两个，一个为直线型，一个为Y分支型；
对上述激光谐振腔16进行激光泵浦实验，利用一个聚焦透镜15将一束波长为810nm的泵浦激光耦合到Nd:YAG光波导中，产生的脉冲激光由物镜17收集，并由示波器18检测，脉冲激光装置如图4所示。
实施例2、
高能辐照制备复合波导被动脉冲激光器的方法，步骤如下：
（1）将激光晶体1切割成1×1×0.2cm3的块材，激光晶体1为Yb:YAG晶体，然后进行光学抛光与清洗；
（2）利用离子束加速器发出的高能重离子2，高能重离子2为氧离子，沿与抛光面垂直方向呈7°角的方向对Yb:YAG晶体的抛光大面进行两次轰击，第一次氧离子的能量为6MeV，剂量为1×1015ions/cm2，第二次氧离子的能量为15MeV，剂量为1×1014ions/cm2，在直接轰击的Yb:YAG晶体的表面形成平面包层光波导3，平面包层光波导由外包层4、内包层5和芯层6组成；如图1所示；
（3）在平面包层光波导3上采用飞秒激光7直写技术写出通道包层光波导8，具体为横截面尺寸为50×50μm2矩形的一个直线型通道包层光波导和一个Y分支型通道包层光波导，其中直线型通道包层光波导长度为10mm，Y分支型通道包层光波导的单支和分支的长度分别为3.5mm和6.5mm，分支间隔200μm；如图2所示；
（4）将二维纳米材料10转移到通道包层光波导表面，组成复合波导11，二维纳米材料10为6层石墨烯，使用能量为7.5MeV，剂量为1×1015ions/cm2的高能碳离子束9垂直辐照复合波导11表面，促使6层石墨烯与Yb:YAG光波导紧密结合；如图3所示；
（5）将入射腔镜12与出射腔镜13固定在步骤（4）高能碳离子束辐照的复合波导两端，组成激光谐振腔16，完成复合波导被动脉冲激光器的制备。其中Yb:YAG光波导作为增益介质，6层石墨烯作为可饱和吸收体，激光谐振腔16有两个，一个为直线型，一个为Y分支型；
对上述激光谐振腔16进行激光泵浦实验，利用一个聚焦透镜15将一束波长为940nm的泵浦激光耦合到Yb:YAG光波导中，产生的脉冲激光由物镜17收集，并由示波器18检测，脉冲激光装置如图4所示。
实施例3、
高能辐照制备复合波导被动脉冲激光器的方法，步骤如下：
（1）将激光晶体1切割成1×1×0.2cm3的块材，激光晶体1为Tm:KYW晶体，然后进行光学抛光与清洗；
（2）利用离子束加速器发出的高能重离子2，高能重离子2为氧离子，沿与抛光面垂直方向呈7°角的方向对Tm:KYW晶体的抛光大面进行两次轰击，第一次氧离子的能量为6MeV，剂量为1×1015ions/cm2，第二次氧离子的能量为15MeV，剂量为1×1014ions/cm2，在直接轰击的Tm:KYW晶体的表面形成平面包层光波导3，平面包层光波导由外包层4、内包层5和芯层6组成；
（3）在平面包层光波导3上采用飞秒激光7直写技术写出通道包层光波导8，具体为横截面直径为30μm半圆形的一个直线型通道包层光波导和一个Y分支型通道包层光波导，其中直线型通道包层光波导长度为10mm，Y分支型通道包层光波导的单支和分支的长度分别为3.5mm和6.5mm，分支间隔200μm。
（4）将二维纳米材料10转移到通道包层光波导表面，组成复合波导11，二维纳米材料10为石墨烯二硒化钨异质结，使用能量为7.5MeV，剂量为1×1015ions/cm2的高能碳离子束9垂直辐照复合波导11表面，促使石墨烯二硒化钨异质结与光波导紧密结合；
（5）将入射腔镜12与出射腔镜13固定在步骤（4）高能碳离子束辐照的复合波导两端，组成激光谐振腔16，完成复合波导被动脉冲激光器的制备。其中Tm:KYW光波导作为增益介质，石墨烯二硒化钨异质结作为可饱和吸收体，激光谐振腔16有两个，一个为直线型，一个为Y分支型；
（6）对上述激光谐振腔16进行激光泵浦实验，利用一个聚焦透镜15将一束波长为802nm的泵浦激光耦合到Tm:KYW光波导中，产生的脉冲激光由物镜17收集，并由示波器18检测。
本发明其他实施例还有很多种，熟悉本领域的技术人员可以根据本发明作出各种相应的改变，但这些相应的改变都属于本发明权利要求的保护范围。
对比例1、
如实施例1所述的制备复合波导被动脉冲激光器的方法，不同的是：
步骤（4）中，将单层石墨烯二维纳米材料转移到光波导表面，组成复合波导，复合波导11不使用高能碳离子束辐照，直接在两端贴上入射腔镜和出射腔镜组成激光谐振腔。
实验例1
对实施例1所述的步骤（5）中的直线型和Y分支型激光谐振腔16以及对比例1得到的激光谐振腔，在同一条件下测试激光性能，结果如表1所示：
表1
表1中斜率效率越大，脉冲宽度越窄，重复频率越大，峰值功率越大，说明脉冲激光器性能越好。
与对比例1相比，实施例1经过高能碳离子束辐照的脉冲激光器的性能更好。采用高能碳离子束对由单层石墨烯和光波导组成的复合波导进行辐照，碳离子将能量转移给单层石墨烯，导致石墨烯近表面的原子被激发并在入射离子的方向上获得动量。因此，石墨烯被压平，并紧紧地贴在光波导表面。平整的石墨烯与光波导近表面的倏逝场发生强烈的相互作用，与未进行离子束辐照的复合波导相比，经过离子辐照的复合波导具有更窄的脉冲宽度，更高的峰值功率以及更高的斜率效率。
通过表1的实验结果可知，不同波导结构对离子束辐照的敏感程度不同。与直线型激光谐振腔相比，基于Y分支型激光谐振腔的脉冲波导激光器在离子辐照后性能更改善明。因此，通过设计光波导结构可以有效的定制脉冲波导激光器的性能。
实验例2
实施例1和对比例1制备的直线型复合波导在TM偏振下的激光功率测试结果，如图5所示。
从图5可以看出，随着泵浦功率的增加，辐照前后的脉冲激光功率呈现出线性增加的趋势。对于辐照前的脉冲激光器，在泵浦功率为463mW时，输出功率达到最大，值为23mW，而辐照后的脉冲激光器在455mW激光泵浦下产生了81mW的输出功率。因此，辐照后的激光器在更低的泵浦功率下获得更大的输出功率。根据线性拟合曲线可计算出，辐照前后的脉冲激光器的激光阈值分别为175mW和94mW。同时，二者的斜率效率分别为7%和21%。因此，与辐照前的脉冲激光器相比，辐照后的脉冲激光器基具有更高的斜率效率、更高的输出功率已经更低的泵浦阈值，说明本发明制得的复合波导被动脉冲激光器在高能离子辐照下得到了有效的增强。

Claims (3)

1.高能辐照制备复合波导被动脉冲激光器的方法，步骤如下：
（1）将激光晶体切割成1×1×0.2cm3的块材，激光晶体为Nd:YAG晶体，然后进行光学抛光与清洗；
（2）利用离子束加速器发出的高能重离子，高能重离子为碳离子，沿与抛光面垂直方向呈7°角的方向对Nd:YAG晶体的抛光大面进行两次轰击，第一次碳离子的能量为6MeV，剂量为1×1015ions/cm2，第二次碳离子的能量为15MeV，剂量为1×1014ions/cm2，在直接轰击的Nd:YAG晶体的表面形成平面包层光波导，平面包层光波导由外包层、内包层和芯层组成，
（3）在平面包层光波导上采用飞秒激光直写技术写出通道包层光波导，具体为横截面尺寸为30×30μm2矩形的一个直线型通道包层光波导和一个Y分支型通道包层光波导，其中直线型通道包层光波导长度为10mm，Y分支型通道包层光波导的单支和分支的长度分别为3.5mm和6.5mm，分支间隔200μm；
（4）将二维纳米材料转移到通道包层光波导表面，组成复合波导，二维纳米材料为单层石墨烯，使用能量为7.5MeV，剂量为1×1015ions/cm2的高能碳离子束垂直辐照复合波导，促使单层石墨烯与Nd:YAG光波导紧密结合；
（5）将入射腔镜与出射腔镜固定在步骤（4）高能碳离子束辐照的复合波导两端，组成激光谐振腔，完成复合波导被动脉冲激光器的制备，其中Nd:YAG光波导作为增益介质，单层石墨烯作为可饱和吸收体，激光谐振腔有两个，一个为直线型，一个为Y分支型；
对上述激光谐振腔进行激光泵浦实验，利用一个聚焦透镜将一束波长为810nm的泵浦激光耦合到Nd:YAG光波导中，产生的脉冲激光由物镜收集，并由示波器检测。
2.高能辐照制备复合波导被动脉冲激光器的方法，步骤如下：
（1）将激光晶体切割成1×1×0.2cm3的块材，激光晶体为Yb:YAG晶体，然后进行光学抛光与清洗；
（2）利用离子束加速器发出的高能重离子，高能重离子为氧离子，沿与抛光面垂直方向呈7°角的方向对Yb:YAG晶体的抛光大面进行两次轰击，第一次氧离子的能量为6MeV，剂量为1×1015ions/cm2，第二次氧离子的能量为15MeV，剂量为1×1014ions/cm2，在直接轰击的Yb:YAG晶体的表面形成平面包层光波导，平面包层光波导由外包层、内包层和芯层组成；
（3）在平面包层光波导上采用飞秒激光直写技术写出通道包层光波导，具体为横截面尺寸为50×50μm2矩形的一个直线型通道包层光波导和一个Y分支型通道包层光波导，其中直线型通道包层光波导长度为10mm，Y分支型通道包层光波导的单支和分支的长度分别为3.5mm和6.5mm，分支间隔200μm；
（4）将二维纳米材料转移到通道包层光波导表面，组成复合波导，二维纳米材料为6层石墨烯，使用能量为7.5MeV，剂量为1×1015ions/cm2的高能碳离子束垂直辐照复合波导表面，促使6层石墨烯与Yb:YAG光波导紧密结合；
（5）将入射腔镜与出射腔镜固定在步骤（4）高能碳离子束辐照的复合波导两端，组成激光谐振腔，完成复合波导被动脉冲激光器的制备，其中Yb:YAG光波导作为增益介质，6层石墨烯作为可饱和吸收体，激光谐振腔有两个，一个为直线型，一个为Y分支型；
对上述激光谐振腔进行激光泵浦实验，利用一个聚焦透镜将一束波长为940nm的泵浦激光耦合到Yb:YAG光波导中，产生的脉冲激光由物镜收集，并由示波器检测。
3.高能辐照制备复合波导被动脉冲激光器的方法，步骤如下：
（1）将激光晶体切割成1×1×0.2cm3的块材，激光晶体为Tm:KYW晶体，然后进行光学抛光与清洗；
（2）利用离子束加速器发出的高能重离子，高能重离子为氧离子，沿与抛光面垂直方向呈7°角的方向对Tm:KYW晶体的抛光大面进行两次轰击，第一次氧离子的能量为6MeV，剂量为1×1015ions/cm2，第二次氧离子的能量为15MeV，剂量为1×1014ions/cm2，在直接轰击的Tm:KYW晶体的表面形成平面包层光波导，平面包层光波导由外包层、内包层和芯层组成；
（3）在平面包层光波导上采用飞秒激光直写技术写出通道包层光波导，具体为横截面直径为30μm半圆形的一个直线型通道包层光波导和一个Y分支型通道包层光波导，其中直线型通道包层光波导长度为10mm，Y分支型通道包层光波导的单支和分支的长度分别为3.5mm和6.5mm，分支间隔200μm；
（4）将二维纳米材料转移到通道包层光波导表面，组成复合波导，二维纳米材料为石墨烯二硒化钨异质结，使用能量为7.5MeV，剂量为1×1015ions/cm2的高能碳离子束垂直辐照复合波导表面，促使石墨烯二硒化钨异质结与光波导紧密结合；
（5）将入射腔镜与出射腔镜固定在步骤（4）高能碳离子束辐照的复合波导两端，组成激光谐振腔，完成复合波导被动脉冲激光器的制备，其中Tm:KYW光波导作为增益介质，石墨烯二硒化钨异质结作为可饱和吸收体，激光谐振腔有两个，一个为直线型，一个为Y分支型；
（6）对上述激光谐振腔6进行激光泵浦实验，利用一个聚焦透镜将一束波长为802nm的泵浦激光耦合到Tm:KYW光波导中，产生的脉冲激光由物镜收集，并由示波器检测。
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