《複合型狄拉克材料的製備及其在超快雷射中的套用研究》是依託山東師範大學，由滿寶元擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：複合型狄拉克材料的製備及其在超快雷射中的套用研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：滿寶元
- 依託單位：山東師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
超快雷射的發展在很大程度上依賴於可飽和吸收材料的發展。目前已有的研究包括本課題組近幾年開展的研究表明以石墨烯和拓撲絕緣體為代表的狄拉克材料作為飽和吸收體具有損傷閾值高、調製深度大、波長可調諧範圍寬和恢復時間短等優點，有利於實現高功率長時間穩定的鎖模運轉，同時也存在晶格失配大、容易氧化、尺寸小、層數不可控以及轉移過程易造成損傷等問題。本課題在過去研究的基礎上，將在石墨烯基底上生長拓撲絕緣體形成複合型狄拉克飽和吸收體，以克服二者單獨作為飽和吸收體所存在的不足，進而改善光學吸收特性；通過對生長機理的研究，尋找最佳生長條件，通過改進轉移技術精確控制材料的層數、厚度和面積，實現對複合型飽和吸收體參數的最佳化；探索在光纖上直接生長狄拉克材料，避免轉移損傷，提高狄拉克材料的飽和吸收性能；將複合型飽和吸收體分別套用於固態雷射器和光纖雷射器，通過最佳化參數，最終實現飛秒量級1-3μm波段連續鎖模雷射的穩定輸出。
結題摘要
可飽和吸收體對於獲得超快雷射具有至關重要的作用。項目採用CVD方法，分別製備了石墨烯、拓撲絕緣體以及複合型狄拉克材料，並研究了生長條件對材料性能的影響。製備了石墨烯和石墨烯/Bi2Se3/石墨烯的三明治飽和吸收體，分析了飽和吸收體的光損傷閾值、調製深度、非線性可飽和吸收係數及線性透過率等飽和吸收參數。分析了基於Bi2Se3 可飽和器件的新型摻Nd光纖雷射1360.61nm波段的被動調Q鎖模輸出特性。並成功將CVD法製備的石墨烯/Bi2Se3/石墨烯“三明治“結構分別轉移到光纖端面，在1.5微米實現輸出功率150 mW的鎖模雷射輸出，脈衝寬度為2.3 ns、重複頻率3.2 MHz。該實驗結果相對於傳統材料鎖模的mW級別輸出功率有了極其明顯的提升。通過開孔Z掃描技術，研究了石墨烯/金納米棒複合結構的非線性光學回響。為了更好與目前鎖模領域其他可飽和吸收材料進行對比，利用熱分解的方法，在雲母表面分別製備了二硫化鉬和二硫化鎢，研究了二極體泵浦Nd:GdVO4雷射器中插入MoS2可飽和吸收體和摻餌光纖雷射器中插入WS2可飽和吸收體時鎖模輸出特性，分析了不同飽和吸收體材料對調製深度、最大重複頻率、最大輸出功率等參數的影響。為在本項目的資助下，還開展了石墨烯、過渡金屬硫化物與金屬納米結構複合材料的製備，並套用到表面增強拉曼光譜領域。
