Saturable absorbers are a key component for mode-locking femtosecond lasers. Polymer films containing graphene flakes have recently been used in transmission as laser mode-lockers but suffer from high nonsaturable loss, limiting their application in low-gain lasers. Here, we present a saturable absorber mirror based on a film of pure graphene flakes. The device is used to mode lock an erbium-doped fiber laser, generating pulses with state-of-the-art, sub-200-fs duration. The laser characteristic indicates that the film exhibits low nonsaturable loss (13% per pass) and large absorption modulation depth (45% of low-power absorption).

1.
T.
Udem
,
R.
Holzwarth
, and
T. W.
Hänsch
,
Nature
416
,
233
(
2002
).
2.
S. A.
Boppart
,
B. E.
Bouma
,
C.
Pitris
,
J. F.
Southern
,
M. E.
Brezinski
, and
J. G.
Fujimoto
,
Nat. Med.
4
,
861
(
1998
).
4.
T.
Hasan
,
Z.
Sun
,
F.
Wang
,
F.
Bonaccorso
,
P. H.
Tan
,
A. G.
Rozhin
, and
A. C.
Ferrari
,
Adv. Mater.
21
,
3874
(
2009
).
5.
H.
Zhang
,
D. Y.
Tang
,
L. M.
Zhao
,
Q. L.
Bao
, and
K. P.
Loh
,
Opt. Express
17
,
17630
(
2009
).
6.
A.
Martinez
,
K.
Fuse
, and
S.
Yamashita
,
Appl. Phys. Lett.
99
,
121107
(
2011
).
7.
C.-C.
Lee
,
T. R.
Schibli
,
G.
Acosta
, and
J. S.
Bunch
,
J. Nonlinear Opt. Phys. Mater.
19
,
767
(
2010
).
8.
W. B.
Cho
,
J. W.
Kim
,
H. W.
Lee
,
S.
Bae
,
B. H.
Hong
,
S. Y.
Choi
,
I. H.
Baek
,
K.
Kim
,
D.-I.
Yeom
, and
F.
Rotermund
,
Opt. Lett.
36
,
4089
(
2011
).
9.
H.
Zhang
,
Q.
Bao
,
D.
Tang
,
L.
Zhao
, and
K.
Loh
,
Appl. Phys. Lett.
95
,
141103
(
2009
).
10.
Z.
Sun
,
T.
Hasan
,
F.
Torrisi
,
D.
Popa
,
G.
Privitera
,
F.
Wang
,
F.
Bonaccorso
,
D. M.
Basko
, and
A. C.
Ferrari
,
ACS Nano
4
,
803
(
2010
).
11.
A.
Martinez
,
K.
Fuse
,
B.
Xu
, and
S.
Yamashita
,
Opt. Express
18
,
23054
(
2010
).
12.
S.
De
,
P. J.
King
,
M.
Lotya
,
A.
O’Neill
,
E. M.
Doherty
,
Y.
Hernandez
,
G. S.
Duesberg
, and
J. N.
Coleman
,
Small
6
,
458
(
2010
).
13.
M.
Lotya
,
P. J.
King
,
U.
Khan
,
S.
De
, and
J. N.
Coleman
,
ACS Nano
4
,
3155
(
2010
).
14.
C.-Y.
Su
,
A.-Y.
Lu
,
Y.
Xu
,
F.-R.
Chen
,
A. N.
Khlobystov
, and
L.-J.
Li
,
ACS Nano
5
,
2332
(
2011
).
15.
W. D.
Tan
,
C. Y.
Su
,
R. J.
Knize
,
G. Q.
Xie
,
L. J.
Li
, and
D. Y.
Tang
,
Appl. Phys. Lett.
96
,
031106
(
2010
).
16.
D.
Popa
,
Z.
Sun
,
F.
Torrisi
,
T.
Hasan
,
F.
Wang
, and
A. C.
Ferrari
,
Appl. Phys. Lett.
97
,
203106
(
2010
).
17.
Z.
Wu
,
Z.
Chen
,
X.
Du
,
J. M.
Logan
,
J.
Sippel
,
M.
Nikolou
,
K.
Kamaras
,
J. R.
Reynolds
,
D. B.
Tanner
,
A. F.
Hebard
, and
A. G.
Rinzler
,
Science
305
,
1273
(
2004
).
18.
A. C.
Ferrari
,
J. C.
Meyer
,
V.
Scardaci
,
C.
Casiraghi
,
M.
Lazzeri
,
F.
Mauri
,
S.
Piscanec
,
D.
Jiang
,
K. S.
Novoselov
,
S.
Roth
, and
A. K.
Geim
,
Phys. Rev. Lett.
97
,
187401
(
2006
).
19.
A. E.
Siegman
,
Lasers
(
University Science Books
, Sausalito, CA, USA,
1986
).
20.
R.
Paschotta
,
L.
Krainer
,
S.
Lecomte
,
G. J.
Spühler
,
S. C.
Zeller
,
A.
Aschwanden
,
D.
Lorenser
,
H. J.
Unold
,
K. J.
Weingarten
, and
U.
Keller
,
New J. Phys.
6
,
174
(
2004
).
You do not currently have access to this content.