可饱和吸收体、器件、制备方法及锁模激光器技术

本发明专利技术公开了一种可饱和吸收体、器件、制备方法及锁模激光器。其中，所述可饱和吸收体包括二维形式的Nb2GeTe4材料。所述可饱和吸收体器件包括光纤及承载于所述光纤的纤芯端面上的前述可饱和吸收体。所述锁模激光器基于前述可饱和吸收体器件搭建。本发明专利技术提供的基于二维形式的Nb2GeTe4材料的可饱和吸收体具有优异的性能；基于该可饱和吸收体搭建的锁模激光器稳定性高，能够产生超短脉宽的脉冲锁模激光输出。输出。输出。

【技术实现步骤摘要】
可饱和吸收体、器件、制备方法及锁模激光器


[0001]本专利技术是关于激光器的可饱和吸收器件领域，特别是关于一种可饱和吸收体、器件、制备方法及锁模激光器。

技术介绍

[0002]近年来，超快光子学因其在人工智能、先进制造、5G通信、光探测与测距等领域的广泛应用而备受关注，已成为一个具有重要意义的跨学科课题。超快激光脉冲产生的研究和进展对该领域的发展和创新具有重要意义。一般来说，利用基于可饱和吸收体的光开关周期性地调节谐振腔中的光，可以产生超短激光脉冲；其饱和吸收行为由材料的三阶非线性光学吸收决定。可饱和吸收体是锁模激光器的关键元件，直接决定了脉冲性能。
[0003]然而，基于现有的可饱和吸收体所制得的锁模激光器稳定性不高、脉冲激光宽度较大。一般来说，基于可饱和吸收体产生的脉冲激光遵循傅里叶变换的限制，其中频率不确定性(或带宽)和时间不确定性(或脉冲持续时间)的乘积最小，所以为了获得超快脉冲，基于可饱和吸收体的锁模激光器须具有宽的光谱特性，同时可饱和吸收体须具有低的饱和功率密度和大的调制深度。
[0004]因此，针对现有技术的中的问题有必要提供一种新的可饱和吸收体以实现超短脉冲激光输出。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种可饱和吸收体，该可饱和吸收体具有优异的性能，基于该可饱和吸收体制得的锁模激光器能够产生稳定且超短脉宽的脉冲锁模激光输出。
[0006]为实现上述目的，本专利技术供的技术方案如下：
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种可饱和吸收体，其包括二维形式的Nb2GeTe4材料。
[0008]第二方面，本专利技术提供了一种可饱和吸收体器件，其包括光纤及承载于所述光纤的纤芯端面上的可饱和吸收体；其中，所述可饱和吸收体包括二维形式的Nb2GeTe4材料。
[0009]第三方面，本专利技术提供了一种可饱和吸收体器件的制备方法，其包括：
[0010]制备Nb2GeTe4材料；形成二维形式的Nb2GeTe4材料作为可饱和吸收体；将所述二维形式的Nb2GeTe4材料转移至光纤的纤芯端面，得到可饱和吸收体器件。
[0011]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述制备Nb2GeTe4材料，包括：
[0012]将铌粉、锗粉、碲粉和输运剂进行配比并混匀，形成混合原料；将所述混合原料真空密封于一容器中；将所述容器置于双温区中通过化学气相运输法生长5～10天，得到块状Nb2GeTe4材料。
[0013]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述铌粉、锗粉和碲粉中Nb、Ge和Te的原子比例为1:(0.8～1.2):2。
[0014]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述输运剂选自碘粒、氯化铵、氯化碘、四氯化碲或液溴。
[0015]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述双温区的高温端温度设定为730～780℃，所述双温区的低温端温度设定为600～660℃。
[0016]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述形成二维形式的Nb2GeTe4材料，包括：
[0017]通过胶带对所述Nb2GeTe4材料进行机械剥离，机械剥离后再将所述胶带粘附于二维材料转移热释放胶上，在所述二维材料转移热释放胶上形成二维形式的Nb2GeTe4材料。
[0018]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述将所述二维形式的Nb2GeTe4材料转移至所述光纤的纤芯端面，包括：
[0019]通过所述二维材料转移热释放胶将所述二维形式的Nb2GeTe4材料转移至所述光纤的纤芯端面上。
[0020]第四方面，本专利技术提供了一种锁模激光器，其包括：通过光纤依次连接为环形腔的波分复用器、第一偏振控制器、偏振无关隔离器、如前所述的可饱和吸收体器件、第二偏振控制器及光纤耦合器；其中，所述波分复用器耦合有泵浦源，且所述光纤耦合器具有第一激光输出端和第二激光输出端，所述第一激光输出端与所述波分复用器连接。
[0021]在本专利技术的一个或多个实施方式中，连接于所述第一偏振控制器和偏振无关隔离器之间的光纤为掺铒光纤。
[0022]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述环形腔的长度为10～15m，所述掺铒光纤的长度为1～3m。
[0023]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述波分复用器的中心波长为980/1550nm，所述泵浦源为976nm波长的激光二极管。
[0024]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述光纤耦合器为20:80耦合器，所述光纤耦合器的第一激光输出端为80％端，所述光纤耦合器的第二激光输出端为20％端。
[0025]与现有技术相比，本专利技术提供的基于二维形式的Nb2GeTe4材料的可饱和吸收体具有优异的性能；基于该可饱和吸收体搭建的锁模激光器稳定性高，能够产生超短脉宽的脉冲锁模激光输出。
附图说明
[0026]图1是本专利技术一实施方式中可饱和吸收体器件的结构示意图；
[0027]图2是本专利技术一实施方式中锁模激光器的结构示意图；
[0028]图3是本专利技术实施例1中所制得的Nb2GeTe4材料的光学图；
[0029]图4是本专利技术实施例1中所制得的Nb2GeTe4材料的X射线衍射图；
[0030]图5是本专利技术实施例2中所制得的可饱和吸收体器件的光学显微图；
[0031]图6是本专利技术实施例2中所制得的可饱和吸收体器件的非线性吸收及紫外可见光吸收光谱测试图；
[0032]图7是本专利技术实施例3中锁模激光器在泵浦功率下的类孤子光谱图；
[0033]图8是本专利技术实施例3中锁模激光器在不同泵浦功率下的类孤子光谱宽度及中心波长；
[0034]图9是本专利技术实施例3中锁模激光器的脉冲序列图；
[0035]图10是本专利技术实施例3中锁模激光器的脉冲宽度测试图；
[0036]图11是本专利技术实施例3中锁模激光器的频谱测试图。
具体实施方式
[0037]下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。
[0038]需要说明的是，以下的说明中，除非另外指明，否则本说明书和权利要求中使用的表示特征尺寸、数量和物理特性的所有数字均应该理解为在所有情况下均是由术语“约”来修饰的。因此，除非有相反的说明，否则上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均是近似值，本领域的技术人员能够利用本文所公开的教导内容寻求获得的所需特性，适当改变这些近似值。用端点表示的数值范围的使用包括该范围内的所有数字以及该范围内的任何范围，例如，1至5包括1、1.2、1.4、1.55、2、2.75、3、3.80、4和5等等。
[0039]还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素；术语“优选”指的是较优的选择方案，但不只限于所选方案。
[004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可饱和吸收体，其特征在于，所述可饱和吸收体包括二维形式的Nb2GeTe4材料。2.一种可饱和吸收体器件，其特征在于，包括光纤及承载于所述光纤的纤芯端面上的可饱和吸收体；其中，所述可饱和吸收体包括二维形式的Nb2GeTe4材料。3.一种可饱和吸收体器件的制备方法，其特征在于，包括：制备Nb2GeTe4材料；形成二维形式的Nb2GeTe4材料作为可饱和吸收体；将所述二维形式的Nb2GeTe4材料转移至光纤的纤芯端面，得到可饱和吸收体器件。4.如权利要求3所述的可饱和吸收体器件的制备方法，其特征在于，所述制备Nb2GeTe4材料，包括：将铌粉、锗粉、碲粉和输运剂进行配比并混匀，形成混合原料；将所述混合原料真空密封于一容器中；将所述容器置于双温区中通过化学气相运输法生长5～10天，得到块状Nb2GeTe4材料。5.如权利要求4所述的可饱和吸收体器件的制备方法，其特征在于，所述铌粉、锗粉和碲粉中Nb、Ge和Te的原子比例为1:(0.8～1.2):2。6.如权利要求4或5所述的可饱和吸收体器件的制备方法，其特征在于，所述输运剂选自碘粒、氯化铵、氯化碘、四氯化碲或液溴。7.如权利要求4或5所述的可饱和吸收体器件的制备方法，其特征在于，所述双温区的高温端温度设定为730～780℃，所述双温区的低温端温度设定为600～660℃。8.如权利要求4或5所述的可饱和吸收体器件的制备方法，其特征在于，所述形成二维形式的Nb2GeTe4材料，包括：通过胶带对所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凯，戴永平，俞强，张严，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：