Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2022, 13 (1), 50–55
Gold nanoparticles PVA thin film as Q-switcher in neodymium doped fiber laser cavity
Ahmad Haziq Aiman Rosol – University of Malaya, 50603 Kuala Lumpur, Malaysia; Airlangga University, Surabaya, Indonesia
Kaharudin Dimyati – University of Malaya, 50603 Kuala Lumpur, Malaysia; Airlangga University, Surabaya, Indonesia
Nur Farhanah Zulkipli – Airlangga University, Surabaya, Indonesia
Retno Apsari – Airlangga University, Surabaya, Indonesia
Moh Yasin – Airlangga University, Surabaya, Indonesia
Sulaiman Wadi Harun – University of Malaya, 50603 Kuala Lumpur, Malaysia; swharun@um.edu.my
Corresponding author: Sulaiman Wadi Harun, swharun@um.edu.my
DOI 10.17586/2220-8054-2022-13-1-50-55
PACS 42.82.Gw, 42.81.-i, 42.55.Wd
ABSTRACT A gold nanoparticle-based saturable absorber (SA) was successfully employed in Neodymium-doped fiber laser (NDFL) cavity for pulse generation via a Q-switching mechanism for the first time. The SA device was made by mixing the gold nanoparticles into PVA solution before being dried to form a thin film was included into the NDFL cavity, which was optimized to obtain Q-switched pulses centered at wavelength of 1089 nm. The pulse rate of the laser rose from 37.37 to 49.60 kHz while the pulse width fell from 4.82 to 3.84 μs as the 808 nm pump laser was raised from 98 to 144 mW. At the highest input pump power of 144 mW, the maximum output power and pulse energy was achieved at 0.52 mW and 10.48 nJ, respectively. The developed Q-switched laser has numerous applications including, material micromachining, communication, sensing, etc.
KEYWORDS neodymium doped fiber laser, gold nanoparticles, plasmonic
ACKNOWLEDGEMENTS This work was supported by the Airlangga University Research Grant (2021) and the University of Malaya (Grant No ST036-2020)
FOR CITATION Rosol A.H.A., Dimyati K., Zulkipli N.F., Apsari R., Yasin M., Harun S.W. Gold nanoparticles PVA thin film as Q-switcher in neodymium doped fiber laser cavity. Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2022, 13 (1), 50–55.
[In Russian] А.Г.А. Росоль, К. Димяти, Н.Ф. Зулкипли, Р. Апсари, М. Ясин, С.В. Харун
Тонкая пленка ПВА с наночастицами золота в качестве модулятора добротности в резонаторе волоконного лазера, легированного неодимом
АННОТАЦИЯ Впервые насыщающийся поглотитель (SA) на основе наночастиц золота был успешно использован в резонаторе волоконного лазера с неодимом (NDFL) для генерации импульсов с помощью механизма модуляции добротности. Устройство SA было изготовлено путем смешивания наночастиц золота с раствором PVA перед сушкой с образованием тонкой пленки, которая была включена в полость NDFL, которая была оптимизирована для получения импульсов с модуляцией добротности с центром на длине волны 1089 нм. Частота импульсов лазера увеличилась с 37,37 до 49,60 кГц, а ширина импульса уменьшилась с 4,82 до 3,84 мкс при повышении мощности лазера накачки с длиной волны 808 нм с 98 до 144 мВт. При наибольшей входной мощности накачки 144 мВт максимальная выходная мощность и энергия в импульсе достигались при 0,52 мВт и 10,48 нДж соответственно. Разработанный лазер с модуляцией добротности имеет множество применений, включая микрообработку материалов, связь, датчики и т.д.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА волоконный лазер, легированный неодимом, наночастицы золота, плазмоника.
