Abstrakt
Halbleiter-Sättigungsabsorberspiegel (SESAMs) werden häufig zur Modenkopplung verschiedener ultraschneller Laser eingesetzt. Das wachsende Interesse an SESAM-gekoppelten Lasern im kurzwelligen und mittleren Infrarotbereich erfordert eine präzise Charakterisierung der SESAM-Parameter. Wir präsentieren hier zwei Messaufbauten zur SESAM-Charakterisierung im Wellenlängenbereich von 1,9 bis 3 µm, mit denen sich sowohl die nichtlineare Reflektivität als auch die zeitaufgelöste Erholungsdynamik präzise messen lassen. Bei der Messung der nichtlinearen Reflektivität wird eine hohe Genauigkeit (<0,04 %) über einen weiten Fluenzbereich (0,1–1500 µJ/cm²) erreicht. Zeitaufgelöste Pump-Probe-Messungen weisen eine Auflösung von etwa 100 fs und einen Scanbereich von bis zu 680 ps auf. Mithilfe der beiden Messaufbauten haben wir drei verschiedene GaSb-SESAMs bei einer Betriebswellenlänge von 2,05 µm, die im FIRST-Labor der ETH Zürich hergestellt wurden, vollständig charakterisiert. Die Ergebnisse zeigen eine hervorragende Leistungsfähigkeit, die sich für die Modenkopplung diodengepumpter Festkörper- und Halbleiter-Scheibenlaser eignet. Wir haben Sättigungsfluenzen von etwa 4 µJ/cm², Modulationsgrade zwischen 1 % und 2,4 %, geringe nicht-sättigbare Verluste (∼ 0,2 %) und ausreichend schnelle Erholungszeiten (< 32 ps) gemessen. Der vorhergesagte Einfluss der Auger-Rekombination im GaSb-Materialsystem wurde ebenfalls untersucht.
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