[實用新型]一種可飽和吸收體和被動鎖模激光器

有效

• 申請號: 201822228071.3
• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN209358058U
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發明（設計）人: 張晗;尤凱熹;宋宇鋒
• 申請（專利權）人: 張晗
• 主分類號: H01S3/098
• 分類號: H01S3/098
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強

本實用新型提供了一種可飽和吸收體，包括基底以及設置在所述基底上的碲烯材料層。碲烯材料層具有優異的光吸收效率和飽和吸收特性，使得可飽和吸收體對能帶內的激光產生較強吸收，比常規的可飽和吸收體的光吸收率大一個數量級，且碲烯材料層性能穩定、柔性好，提高了可飽和吸收體穩定性和柔性，增加了可飽和吸收體的使用壽命，應用于被動鎖模激光器時能夠使激光器產生高穩定、高能量的超短脈沖，顯著提高激光器的非線性光學性能和穩定性。

技術領域

本實用新型涉及激光器技術領域，特別涉及一種可飽和吸收體和被動鎖模激光器。

背景技術

在激光器領域，被動鎖模激光器可以提供高的光束質量和能量，具有高穩定性，還具有極佳的靈活性、可設計性、系統兼容性等優點，因此，在國防、科研、工業等領域中應用廣泛，具有極高的應用價值。

實現激光器被動鎖模的方法主要包括使用可飽和吸收體，目前已有的可飽和吸收體的材料包括石墨烯、二硫化鉬、黑磷為代表的二維材料，以及半導體可飽和吸收鏡等。其中，石墨烯具有高載流子遷移率、寬波段響應、大比表面積等優點，但吸收效率比較低；二硫化鉬的可調節帶隙特性及在特定波長較好的吸收彌補了石墨烯的不足，但由于其較大的帶隙和復雜的制備過程，限制了它的產量；黑磷適合在近紅外波段工作，但對周圍環境敏感，穩定性較差，無法長時間穩定工作，在潮濕等特殊環境下更是無法正常工作；半導體可飽和吸收鏡工作波長范圍較小，制作復雜且昂貴。為了增加這些二維材料與光的相互作用強度，人們使用了基于D-型光纖和拉錐光纖的二維材料可飽和吸收體，從而產生穩定的超短脈沖激光，但是這些結構都伴隨著較大的插入損耗，不利于大能量、高功率超短脈沖的產生。

因此，亟需一種穩定性好、具備高非線性光學性能且制備方法簡單的可飽和吸收體，以滿足被動鎖模激光器的使用需求。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型提供了一種可飽和吸收體，其中碲烯材料層具有優異的光吸收效率和飽和吸收特性，使得可飽和吸收體對能帶內的激光產生較強吸收，比常規的可飽和吸收體的光吸收率大一個數量級，且碲烯材料層性能穩定、柔性好，提高了可飽和吸收體穩定性和柔性，增加了可飽和吸收體的使用壽命。

第一方面，本實用新型提供了一種可飽和吸收體，包括基底以及設置在所述基底上的碲烯材料層。

可選的，所述碲烯材料層包括聚合物薄膜基體以及摻雜在所述聚合物薄膜基體中的碲烯。

可選的，所述碲烯包括碲烯納米片，所述碲烯納米片的橫向尺寸為6μm-10μm，厚度為30nm-80nm。進一步的，所述碲烯納米片的橫向尺寸為6μm-8μm，厚度為30nm-50nm。

在本實用新型中，可以通過控制碲烯納米片的尺寸來調節邊緣效應和量子限域效應，進而得到不同能量帶隙的碲烯材料，從而更好的與光發生共振增強，使得碲烯納米片對能帶內的激光產生強吸收，進一步增強光吸收率。

可選的，所述碲烯材料層中所述碲烯的質量含量為0.001％-2％。進一步的，所述碲烯材料層中所述碲烯的質量含量為0.005％-1％。

可選的，所述聚合物薄膜基體具有三維網狀結構，所述碲烯均勻分散在所述三維網狀結構中。

在本實用新型中，聚合物薄膜基體具有三維網狀結構，碲烯均勻分散在三維網狀結構中，使得碲烯材料層能夠對能帶內產生的激光進行均勻吸收，同時，聚合物的存在使得碲烯材料層的柔性增強，在后續應用過程中不容易破碎，易轉移和多次利用，并且保護碲烯免受外界機械應力和環境因素的影響，從而提高碲烯材料層的使用率。

可選的，所述聚合物薄膜基體為聚乙烯吡咯烷酮基體、聚甲基丙烯酸甲酯基體或聚苯乙烯基體。

可選的，所述碲烯材料層的厚度為1μm-5μm。進一步的，所述碲烯材料層的厚度為2μm-3μm。

可選的，所述基底為光纖端面、反射鏡或透明玻璃。