[發明專利]一種光纖集成的三維狄拉克半金屬可飽和吸收器件

在審

• 申請號: 202210036853.5
• 申請日: 2022-01-13
• 公開（公告）號: CN114498264A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 王楓秋;李藝文;李劍飛;孟亞飛
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/098;G02B6/02;G02B5/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳建和

1.一種光纖集成的三維狄拉克半金屬可飽和吸收器件，其特征在于，包括光纖本體(1)和三維狄拉克半金屬有源層(2)；所述光纖本體(1)上設置有空氣孔(3)，所述空氣孔(3)沿所述光纖本體(1)的軸向貫穿光纖兩端；所述三維狄拉克半金屬有源層(2)覆蓋在所述空氣孔(3)的內壁上；所述光纖本體(1)為實芯光子晶體光纖或空芯光子晶體光纖，長度為1-10cm。

2.根據權利要求1所述的一種光纖集成的三維狄拉克半金屬可飽和吸收器件，其特征在于，所述空氣孔(3)為一個或多個，沿軸向均勻分布于多層，內壁上均覆蓋有三維狄拉克半金屬有源層(2)。

3.根據權利要求1所述的一種光纖集成的三維狄拉克半金屬可飽和吸收器件，其特征在于，使用零帶隙、線性能量色散關系的三維狄拉克半金屬材料作為有源層材料，該器件工作波長覆蓋2-6微米紅外區域，并且光學特征參數可靈活調控；所述三維狄拉克半金屬有源層(2)材料包括砷化鎘(Cd₃As₂)、鉍化鈉(Na₃Bi)、鉍化鉀(K₃Bi)、鉍化銣(Rb₃Bi)等。

4.根據權利要求1所述的一種光纖集成的三維狄拉克半金屬可飽和吸收器件的制備方法，其特征在于，三維狄拉克半金屬有源層(2)通過化學氣相沉積方法制備，包括：

S1，將羧酸鎘的十八烯溶液填充到所述光纖本體的空氣孔(3)中，再將填充后的光纖放入化學氣相沉積爐中，通入氮氣作為保護氣體，在110℃下烘烤30分鐘去濕。

S2，利用砷化物和無機酸反應產生AsH₃氣體。

S3，以氮氣為載氣，將AsH₃氣體帶入爐內，與羧酸鎘混合，在820℃下反應生成Cd₃As₂薄膜，覆蓋在所述空氣孔(3)的內壁上。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述羧酸鎘是油酸鎘或十四酸鎘，所述砷化物是砷化鋅或砷化鎂，所述無機酸是稀鹽酸或稀硫酸。

6.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述三維狄拉克半金屬有源層(2)的覆蓋率和厚度可由羧酸鎘的十八烯溶液的濃度控制。

7.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，使用化學氣相沉積生長所述三維狄拉克半金屬有源層(2)的過程中，引入Cr、Mn、Zn等元素摻雜，調控器件的弛豫時間、調制深度等光學參數。

8.權利要求1-4之一所述的一種光纖集成的三維狄拉克半金屬可飽和吸收器件在光纖脈沖激光器中的應用。