High repetition rate laser has various applications such as frequency combs, high-speed optical sampling, photonic analog-to-digital converters, and multi-photon microscopy. Diode-pumped solid-state laser is a good way to make a high repetition rate laser with a relatively low cost. Semiconductor saturable absorber mirror is commonly used to make a passively mode-locked laser, but it has relatively high price and heat problems in high repetition rate laser. To reduce those problems, we use single-walled carbon nanotube as a saturable absorber. In this paper, we demonstrate 168 fs pulse duration (FWHM), 1.2 GHz repetition rate solid state laser using single-walled carbon nanotube saturable absorber. To our knowledge, this result corresponds to the highest repetition rate from carbon nanotube mode-locked femtosecond bulk solid-state lasers, reaching the GHz regime for the first time. As a future work, we will make a multi-GHz laser, measure noise characteristic of the carbon nanotube GHz laser, and develop optical parametric oscillator based on this laser.
고반복률 레이저는 주파수빗, 고속 광 샘플링, 광 아날로그 디지털 컨버터, 다중광자현미경 등 다양한 분야에 응용이 가능하다. 다이오프 펌프된 고체 레이저는 상대적으로 저렴한 가격을 통해 고반복률 레이저를 만들 수 있는 좋은 방법이다. 반도체 포화흡수체는 수동모드잠금 레이저에 사용되는데 비교적 비싼 가격과 고반복률에서의 열문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 본 논문에서는 탄소나노튜브 포화흡수체를 사용하였다. 본 논문에서는 단일벽 탄소나노튜브 포화흡수체를 사용하여 168 fs의 펄스폭과 1.2 GHz 반복률을 갖는 고체 레이저를 개발하였다. 이는 탄소나노튜브 포화흡수체를 이용한 펨토초 모드잠금 벌크레이저 중 가장 높은 반복률을 갖는다. 추후에 수 GHz 영역의 레이저를 개발할 예정이며, 잡음 특성을 측정하고, 광 파라메트릭 공진기를 개발할 예정이다.
