基于碲-铋异质结的可饱和吸收体及其制备方法、激光器技术

本发明专利技术公开了一种基于混合维度的碲

【技术实现步骤摘要】
基于碲
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铋异质结的可饱和吸收体及其制备方法、激光器


[0001]本专利技术涉及激光器相关
，尤其是涉及一种基于混合维度的碲
‑
铋异质结的可饱和吸收体及其制备方法、激光器。

技术介绍

[0002]超快激光器实现超短脉冲的主要方法之一为被动锁模技术，其关键是在激光腔内引入可饱和吸收体。目前已有的可饱和吸收体材料包括半导体可饱和吸收镜，以及石墨烯、二硫化钼、黑磷为代表的二维材料等。但半导体可饱和吸收镜工作波长范围较小，制作复杂且昂贵；石墨烯虽然具有宽波段响应、高载流子迁移率、大比表面积等优点，但存在吸收效率较低的不足；二硫化钼的可调节带隙特性及在特定波长较好的吸收弥补了石墨烯的不足，但复杂的制备过程和较大的能带隙限制了其难以重复大量制备，仅更适合可见区波长的应用；黑磷材料适合在近红外波段工作，但其对周围环境敏感，稳定性较差，无法长时间稳定工作，在潮湿等特殊环境下更是无法正常工作。
[0003]因此，有必要提供一种稳定性更好、具备高非线性光学性能的可饱和吸收体，以得到环境稳定性较好的锁模超短脉冲激光器。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种基于混合维度的碲
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铋异质结的可饱和吸收体，稳定性更佳，且非线性吸收系数比大多数二维材料大，具有较小的可饱和吸收强度。
[0005]本专利技术还提供包括基于混合维度的碲
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铋异质结的可饱和吸收体的制备方法及激光器。
[0006]根据本专利技术的第一方面实施例的基于混合维度的碲
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铋异质结的可饱和吸收体，包括微纳光纤和设置在所述微纳光纤表面的碲
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铋异质结，所述碲
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铋异质结包括0D铋量子点和1D碲纳米管，所述0D铋量子点均匀分布于所述1D碲纳米管的周围形成核壳结构。
[0007]本专利技术实施例的可饱和吸收体采用碲
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铋异质结的结构，0D铋量子点均匀分布于1D碲纳米管的周围，呈现铋量子点包裹碲纳米管的核壳结构，该碲
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铋异质结环境稳定性良好且光吸收较强，非线性吸收系数比大多数二维材料大至少一个量级，且具有较小的可饱和吸收强度，适用于短脉冲激光器，使短脉冲激光器具有低阈值锁模功率和良好的环境稳定性。
[0008]根据本专利技术的一些实施例，所述1D碲纳米管的直径范围为70nm
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90nm。
[0009]根据本专利技术的一些实施例，所述0D铋量子点的尺寸小于50nm。
[0010]根据本专利技术的一些实施例，所述微纳光纤的直径范围内为5μm
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10μm。
[0011]根据本专利技术的第二方面实施例的基于混合维度的碲
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铋异质结的可饱和吸收体的制备方法，包括以下步骤：
[0012]采用水热法制备碲
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铋异质结，所述碲
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铋异质结包括0D铋量子点和1D碲纳米管，
所述0D铋量子点均匀分布于所述1D碲纳米管的周围形成核壳结构；
[0013]制备微纳光纤，并将所述碲
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铋异质结吸附在所述微纳光纤表面，得到可饱和吸收体。
[0014]根据本专利技术的一些实施例，采用水热法制备碲
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铋异质结，包括：
[0015]将碲酸钠和聚乙烯吡咯烷酮溶解，并加入氨水溶液和水合肼得到第一混合溶液；
[0016]将所述第一混合溶液转移到水热反应釜中进行处理；
[0017]对经过处理后的产物进行纯化处理，得到0D铋量子点材料；
[0018]将所述0D铋量子点材料分散在乙二醇中，并加入五水合硝酸铋得到第二混合溶液；
[0019]将所述第二混合溶液转移到水热反应器中进行处理，并经过纯化后得到所述碲
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铋异质结。
[0020]根据本专利技术的一些实施例，所述制备微纳光纤，并将所述碲
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铋异质吸附在所述微纳光纤表面，包括：
[0021]利用拉锥机对单模光纤进行拉锥，形成直径为微纳光纤；
[0022]将所述碲
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铋异质结沉积在所述微纳光纤表面，并在一端注入激光束，利用所述微纳光纤强倏逝场将所述碲
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铋异质结吸附在所述微纳光纤的表面。
[0023]根据本专利技术的一些实施例，所述对经过处理后的产物进行纯化处理，包括：
[0024]分别利用去离子水、乙醇和丙酮对过处理后的产物进行离心处理。
[0025]本专利技术实施例的制备方法采用水热法制备碲
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铋异质结，得到由0D铋量子点均匀分布于1D碲纳米管的周围形成的核壳结构，将碲
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铋异质结吸附在所述微纳光纤表面，完成可饱和吸收体的制备，制备方法简单易操作，得到的可饱和吸收体环境稳定性良好且光吸收较强，非线性吸收系数比大多数二维材料大至少一个量级，且具有较小的可饱和吸收强度，适用于短脉冲激光器，使短脉冲激光器具有低阈值锁模功率和良好的环境稳定性。
[0026]根据本专利技术的第三方面实施例的短脉冲激光器，包括上述第一方面实施例的基于混合维度的碲
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铋异质结的可饱和吸收体。
[0027]根据本专利技术的一些实施例，所述短脉冲激光器为全光纤激光器。
[0028]本专利技术实施例的短脉冲激光器采用上述实施例的可饱和吸收体，可饱和吸收体的环境稳定性良好且光吸收较强，非线性吸收系数比大多数二维材料大至少一个量级，且具有较小的可饱和吸收强度，短脉冲激光器具有低阈值锁模功率和良好的环境稳定性。
[0029]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。
附图说明
[0030]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0031]图1A
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B为本专利技术一实施方式提供的Te NTs的扫描电镜图和透射电镜图；
[0032]图1C为本专利技术一实施方式提供的单个Te NT头部和中部的透射电镜图和选区电子衍射图；
[0033]图1D
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1E为本专利技术一实施方式提供的Te
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Bi的透射电镜图；
[0034]图1F为本专利技术一实施方式提供的Te
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Bi的高分辨透射电镜图；
[0035]图1G
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1H为本专利技术一实施方式提供的Te
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Bi的元素分布图；
[0036]图2A为本专利技术一实施方式提供的Te
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Bi的X射线衍射谱；
[0037]图2B为为本专利技术一实施方式提供的Te NTs、Bi QDs和Te
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Bi的紫外
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可见光吸收光谱；
[0038]图2C为为本专利技术一实施方式提供的T本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于混合维度的碲
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铋异质结的可饱和吸收体，其特征在于，包括微纳光纤和设置在所述微纳光纤表面的碲
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铋异质结，所述碲
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铋异质结包括0D铋量子点和1D碲纳米管，所述0D铋量子点均匀分布于所述1D碲纳米管的周围形成核壳结构。2.根据权利要求1所述的可饱和吸收体，其特征在于，所述1D碲纳米管的直径范围为70nm
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90nm。3.根据权利要求1或2所述的可饱和吸收体，其特征在于，所述0D铋量子点的尺寸小于50nm。4.根据权利要求1所述的可饱和吸收体，其特征在于，所述微纳光纤的直径范围内为5μm
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10μm。5.基于混合维度的碲
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铋异质结的可饱和吸收体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：采用水热法制备碲
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铋异质结，所述碲
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铋异质结包括0D铋量子点和1D碲纳米管，所述0D铋量子点均匀分布于所述1D碲纳米管的周围形成核壳结构；制备微纳光纤，并将所述碲
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铋异质结吸附在所述微纳光纤表面，得到可饱和吸收体。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，采用水热法制备碲
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【专利技术属性】
技术研发人员：葛颜绮，张晗，张也，高晓萌，杨富美，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：