[實用新型]基于新型二維復合材料石墨烯/黑磷的1064鎖模脈沖激光器

有效

• 申請號: 201822230914.3
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN209119547U
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 常建華;張露瑤;李紅旭;毛仁祥;張樹益;豆曉雷
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: H01S3/098
• 分類號: H01S3/098;H01S3/11;H01S3/081;H01S3/16
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙) 32238
• 代理人: 張立榮

本實用新型公開了一種基于新型二維復合材料石墨烯/黑磷的1064鎖模脈沖激光器，光纖激光器產生的連續光束依次穿過耦合透鏡和Nd:YAG晶體并射至折疊鏡上，并在折疊鏡上產生第一反射光束，第一反射光束射至第一平凹鏡上，并在第一平凹鏡上產生第二反射光束，第二反射光束射至第二平凹鏡上，并在第二平凹鏡上產生第三反射光束，第三反射光束穿過石墨烯/黑磷可飽和吸收比色皿并射至平面鏡上。通過控制石墨烯/黑磷在比色皿中的濃度，可得到不同的能量帶隙以滿足不同光譜響應范圍，進而實現石墨烯/黑磷可飽和吸收比色皿在不同激光波段的運轉。相較于可飽和吸收鏡而言，使用比色皿作為可飽和吸收載體，具有成本低廉、重復利用、插入損耗小等優點。

技術領域：

本實用新型涉及一種基于新型二維復合材料石墨烯/黑磷的1064鎖模脈沖激光器。

背景技術：

2004年，隨著石墨烯的發現，世界掀起了對碳族材料的有一個研究熱潮。石墨烯是一種穩定的二維單原子層碳材料，以sp2的軌道方式連接，形成緊密的六邊形晶格，單層厚度為0.335nm。石墨烯具有較多的優異電光學性能，如極大的場效應和高載流子遷移率，顯示出了作為新一代可飽和吸收體的巨大前景。然而，盡管石墨烯具有優異的性能，但是其零帶隙效應使得無法實現半導體的邏輯開關，大大限制了在半導體、光電等領域的應用。因此，人們提出了石墨烯與其他二維材料復合的新構想。隨著對二維材料的研究深入，黑磷因其熱力學穩定、低維效應而備受人們關注。二維材料黑磷是一種帶隙可調的片層結構的新型半導體材料，在光電、化學、催化領域具有廣泛的應用。黑磷具有直接帶隙，其載流子遷移率可達到286cm2V-1S-1,同時其載流子遷移率與厚度相關，當厚度為10nm時，其載流子遷移率可達到1000cm2V-1S-1。石墨烯/黑磷的復合材料可以克服石墨烯本身的不足，有望成為一種新型的非線性光學可飽和吸收體。

發明內容：

本實用新型是為了解決上述現有技術存在的問題而提供一種基于新型二維復合材料石墨烯/黑磷的1064鎖模脈沖激光器。

本實用新型所采用的技術方案有：基于新型二維復合材料石墨烯/黑磷的1064鎖模脈沖激光器，其特征在于：包括由左至右依次設置的光纖激光器、耦合透鏡、Nd:YAG晶體和折疊鏡，在Nd:YAG晶體的一側設有第一平凹鏡和第二平凹鏡，在第二平凹鏡的一側設有石墨烯/黑磷可飽和吸收比色皿和平面鏡，所述光纖激光器產生的連續光束依次穿過耦合透鏡和Nd:YAG晶體并射至折疊鏡上，并在折疊鏡上產生第一反射光束，第一反射光束射至第一平凹鏡上，并在第一平凹鏡上產生第二反射光束，第二反射光束射至第二平凹鏡上，并在第二平凹鏡上產生第三反射光束，第三反射光束穿過石墨烯/黑磷可飽和吸收比色皿并射至平面鏡上；

所述光纖激光器發射的連續光束的中心波長為808nm。

進一步地，所述Nd:YAG晶體朝向光纖激光器的一面鍍有795nm增透膜和1064nm高反膜，背向光纖激光器的一面鍍1064nm增透膜。

進一步地，所述折疊鏡上鍍有1064nm高反膜。

進一步地，所述第一平凹鏡上鍍有1064nm高反膜。

進一步地，所述第二平凹鏡上鍍有1064nm高反膜。

進一步地，所述平面鏡上鍍有1064nm高反膜。

進一步地，所述平面鏡的透射率為10%。

本實用新型具有如下有益效果：

1）相較于同屬二維材料的石墨烯，黑磷擁有直接的能帶隙,而石墨烯則不存在能帶隙，因此，石墨烯/黑磷在納米晶體管領域擁有更廣闊的應用空間。

2）通過控制石墨烯/黑磷在比色皿中的濃度，可得到不同的能量帶隙以滿足不同光譜響應范圍，進而實現石墨烯/黑磷可飽和吸收比色皿在不同激光波段的運轉。