拓撲絕緣體寬頻超快被動鎖模機理及實驗研究

《拓撲絕緣體寬頻超快被動鎖模機理及實驗研究》是依託深圳大學，由趙楚軍擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：拓撲絕緣體寬頻超快被動鎖模機理及實驗研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：趙楚軍
• 依託單位：深圳大學

項目摘要

拓撲絕緣體因其獨特的電子結構和奇異特性引起了科學界的強烈興趣，成為當前的研究熱點。2012年，申請人團隊測量到拓撲絕緣體具有與石墨烯類似的非線性可飽和吸收特性，並首次套用於光纖雷射鎖模，實現了皮秒孤子脈衝輸出。本申請項目擬在前期工作基礎上，深入研究拓撲絕緣體及其複合材料的寬頻非線性光學特性，實驗測量並系統揭示其非線性光學特性和規律，建立拓撲絕緣體各巨觀參量與鎖模脈衝時域頻域性質的內在關係，製備可飽和吸收鎖模器件，實驗研究並闡明其在實現穩定、寬波段、超快、可調諧被動鎖模光纖雷射輸出上的潛力和優勢。

結題摘要

拓撲絕緣體因其獨特的電子結構和奇異特性引起了研究人員的廣泛關注。本項目在前期工作基礎上，深入研究了拓撲絕緣體及其複合材料的寬頻非線性光學特性，實驗測量並系統揭示了其非線性光學特性和規律，建立了拓撲絕緣體各巨觀參量與鎖模脈衝時域頻域性質的內在關係，製備了可飽和吸收器件，實驗研究並闡明了其在實現穩定、寬波段、可調諧鎖模和調Q光纖雷射輸出上的潛力和優勢。主要取得一下一些成果：（1）實驗研究了二維拓撲絕緣體材料碲化鉍的寬波段三階非線性光學特性，獲得了其寬頻非線性光學特性和規律。在超短脈衝雷射激發下，二維拓撲絕緣體材料具有強的飽和吸收特性和正的非線性折射率。（2）研究了拓撲絕緣體碲化鉍分散液的寬頻空間自相位調製效應，並基於非線性傳輸理論獲得了拓撲絕緣體納米材料的非線性光學參數，研究結果進一步證實了拓撲絕緣體的寬頻非線性光學回響。相關結果被APL遴選為封面論文，並被Nature Photonics在其News & Views專欄中以Topological insulators: Nonlinear opportunities進行報導。（3）基於拓撲絕緣體可飽和吸收體，實驗獲得了不同波段穩定工作的脈衝光纖雷射光源。在光通信波段，實驗獲得重複頻率17.76 MHz、脈寬448 fs的鎖模光纖雷射輸出；在中紅外波段，實驗獲得了脈寬880 ns、重頻 81 kHz的調Q光纖雷射輸出。課題組在IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.、Appl. Phys. Lett.等國際學術刊物上發表SCI論文28篇。此外，在國內外學術會議作邀請報告5人次，申請國家發明專利3項；培養和協助培養博士研究生4名，碩士研究生5名。