[發(fā)明專利]基于二維銻烯材料的可飽和吸收體及其制備方法和鎖模脈沖激光器

在審

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• 申請日: 2017-09-01
• 公開（公告）號: CN107706731A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張家宜
• 申請（專利權(quán)）人: 張家宜
• 主分類號: H01S3/11
• 分類號: H01S3/11
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標代理有限公司44202
• 代理人: 郝傳鑫,熊永強

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光器領(lǐng)域，具體涉及一種基于二維銻烯材料的可飽和吸收體及其制備方法和鎖模脈沖激光器。

背景技術(shù)

激光光源具有高亮度，很好的方向性和單色性等優(yōu)點。在實際的應(yīng)用中，要求激光短時間內(nèi)具有更為集中的能量，然而普通的連續(xù)激光不能滿足該要求。脈沖激光可以產(chǎn)生亮度高、能量大的超短脈沖激光源，因此在基礎(chǔ)科學、工業(yè)加工以及通信等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用。

目前產(chǎn)生脈沖激光的技術(shù)包括鎖模技術(shù)和調(diào)Q技術(shù)，按照作用方式，鎖模技術(shù)分為主動鎖模和被動鎖模，調(diào)Q技術(shù)也分為主動調(diào)Q技術(shù)和被動調(diào)Q技術(shù)。目前來講，被動鎖模技術(shù)是直接產(chǎn)生皮秒量級以下，兆赫子以上重復(fù)頻率的超短脈沖最有效方法。被動鎖模技術(shù)的關(guān)鍵是選用穩(wěn)定可靠的可飽和吸收體。可飽和吸收體材料應(yīng)具備穩(wěn)定性好，工作范圍大，損傷閾值高等特點。目前已有的飽和吸收體材料包括半導(dǎo)體可飽和吸收鏡，以及石墨烯和黑磷等為代表的二維材料等等。但半導(dǎo)體可飽吸收鏡具有工作范圍小，制作成本較高等缺點；石墨烯材料和黑磷材料的缺點在于其穩(wěn)定性不夠好，容易氧化變質(zhì)，無法長時間工作。

因此，有必要提供一種穩(wěn)定性更好的可飽和吸收體。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種可飽和吸收體及其制備方法和鎖模脈沖激光器，所述可飽和吸收體性能穩(wěn)定，所述鎖模脈沖激光器可以長時間穩(wěn)定工作。

本發(fā)明第一方面提供了一種基于銻烯二維材料的可飽和吸收體，所述基于銻烯二維材料的可飽和吸收體包括光波導(dǎo)以及設(shè)置在所述光波導(dǎo)表面的銻烯二維材料。

其中，當所述光波導(dǎo)為微納光纖時，所述銻烯二維材料包覆在所述微納光纖的表面。

其中，所述銻烯二維材料在所述微納光纖的表面沿光傳播方向上的包覆長度為100-300μm。

其中，當所述光波導(dǎo)為透明玻璃時，所述銻烯二維材料設(shè)置在所述透明玻璃的一側(cè)表面。

其中，所述銻烯二維材料的層數(shù)為單層或2-10層。

本發(fā)明第一方面提供的所述基于銻烯二維材料的可飽和吸收體，由于所述銻烯二維材料穩(wěn)定性較好，抗氧化性能優(yōu)異，得到可飽和吸收體穩(wěn)定性較好，可以長時間用于被動鎖模。

本發(fā)明第二方面提供了一種基于銻烯二維材料的可飽和吸收體的制備方法，包括以下步驟：

取含有銻烯二維材料的溶液，將所述溶液滴加至所述光波導(dǎo)的表面，干燥后制得所述可飽和吸收體；所述可飽和吸收體包括光波導(dǎo)以及設(shè)置在所述光波導(dǎo)表面的銻烯二維材料。

其中，將所述溶液滴加至所述光波導(dǎo)的表面后，在所述光波導(dǎo)中通入波長為980nm的激光光源或中心波長為1550nm的放大自發(fā)輻射光源，促使所述銻烯二維材料沉積到所述光波導(dǎo)上，照射1-2小時后，制得所述可飽和吸收體。

本發(fā)明第二方面提供的可飽和吸收體的制備方法，所述制備方法通過在所述光波導(dǎo)表面滴加含有銻烯二維材料的溶液，干燥后即可制得可飽和吸收體，方法簡單易操作。

本發(fā)明第三方面提供了一種鎖模脈沖激光器，包括如上述第一方面所述的可飽和吸收體。

其中，所述鎖模脈沖激光器為全光纖激光器或全固態(tài)激光器。

其中，所述全光纖激光器包括沿光傳播方向依次通過單模光纖連接的泵浦源、第一偏振控制器、所述可飽和吸收體、光纖耦合器、第二偏振控制器、偏振無關(guān)隔離器、增益光纖和波分復(fù)用器；或

所述全光纖激光器包括沿光傳播方向依次通過偏振保持光纖連接的泵浦源、所述可飽和吸收體、光纖耦合器、偏振無關(guān)隔離器、增益光纖和波分復(fù)用器；

所述全固態(tài)激光器包括沿光傳播方向依次設(shè)置的泵浦源、輸入鏡、聚焦透鏡、增益介質(zhì)、所述可飽和吸收體和輸出鏡。

本發(fā)明第三方面提供的鎖模脈沖激光器，穩(wěn)定性較好，工作波長較寬，可以長時間穩(wěn)定工作，同時也可以用于被動調(diào)Q的技術(shù)。

綜上，本發(fā)明有益效果包括以下幾個方面：

1、本發(fā)明提供的所述基于銻烯二維材料的可飽和吸收體，由于所述銻烯二維材料穩(wěn)定性較好，抗氧化性能優(yōu)異，得到可飽和吸收體穩(wěn)定性較好，可以長時間用于被動鎖模；

2、本發(fā)明提供的可飽和吸收體的制備方法，所述制備方法通過在光波導(dǎo)表面滴加含有銻烯二維材料的溶液，干燥后即可制得可飽和吸收體的，方法簡單易操作；

3、本發(fā)明提供的鎖模脈沖激光器，穩(wěn)定性較好，工作波長較寬，可以長時間穩(wěn)定工作，同時也可以用于被動調(diào)Q的技術(shù)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實施方式提供的可飽和吸收體的制備過程示意圖；