新型二维材料锑烯的非线性吸收性能研究及应用

基本信息
批准号:11704227
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:29.00
负责人:张芳
学科分类:
依托单位:山东理工大学
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:韩克祯,刘晓娟,满忠胜,陈经纬,黄燕,刘芳芳
关键词:
锑烯二维材料全固态激光非线性吸收
结项摘要

The nonlinear absorption properties of two-dimensional materials have important applications in laser technology. In this project, the nonlinear absorption properties of the novel two-dimensional antimonene nanosheets will be studied and the application of antimonene in solid-state laser will be realized for the first time. The liquid-phase exfoliation method will be adopted to prepare two-dimensional antimonene nanosheets in the project. Combining with recent nonlinear absorption theory of two-dimensional materials and Z-scan method, the broadband nonlinear absorption properties of antimonene with different layers will be systematically studied for the first time. This study will deeply reveal the nonlinear absorption mechanism and fill the gaps in nonlinear optics fields of antimonene. At the same time, it can also solve the argument on the nonlinear absorption strength of two-dimensional materials. On the above basis, we will implement the application of antimonene in all-solid state lasers. Using antimonene as saturable absorber, the all-solid state Q-switched and mode-locked laser will be realized for the first time. This research can provide the theoretical support on the discovery of other new two-dimensional materials and can promote the research on the nonlinear absorption theory. Besides, it can accelerate the development of short-duration pulse lasers, which use the two-dimensional materials as saturable absorbers.

二维材料的非线性吸收特性在激光技术领域具有重要的应用价值。本项目首次研究新型二维材料锑烯的非线性吸收特性,并将首次实现其在全固态激光器中的应用。本项目拟采用超声-液相剥离法实现锑烯纳米片的剥离;结合现有二维材料的非线性吸收理论,采用Z扫描法,首次精确且系统地研究宽频段、不同层数锑烯纳米片的非线性吸收性能,揭示锑烯的非线性吸收机理,填充锑烯在非线性光学领域研究的空白,同时有望解决长久以来人们对于二维材料非线性吸收强度的争议问题。在此基础上,本项目将首次实现基于新型二维材料锑烯的全固态被动调Q及锁模激光输出,完成其在全固态激光器短脉冲技术领域的实际应用。研究结果将为其他新型二维材料的发现和研究提供理论支持,加快二维材料非线性吸收理论的研究步伐,并促进国内基于二维材料可饱和吸收体的全固态短脉冲激光器件及技术的发展。

项目摘要

二维材料的非线性吸收特性在激光技术领域具有重要的应用价值。本项目系统研究了新型二维材料锑烯的宽频带非线性吸收特性,并首次实现了其在全固态及光纤激光器中的应用。本项目采用液相剥离法成功实现了大规模二维锑烯纳米片的制备;采用Z扫描法,首次精确且系统地研究了宽频段锑烯纳米片的饱和吸收及双光子吸收性能,揭示了锑烯的非线性吸收机理。另外,本项目首次实现了基于锑烯饱和吸收体的0.9μm、1.06μm及1.3μm全固态被动调Q激光输出以及1.5μm的单-双波长光纤锁模激光输出,完成了其在短脉冲激光技术领域的实际应用。在此基础上,本项目还探索了其它新型二维材料如碲烯、硅烯、石墨炔及石墨炔单体的宽频带非线性吸收性能,同时实现了其在激光领域中的应用。本项目成果填补了锑烯及其它新型二维材料在非线性光学领域研究的空白,加快了二维材料非线性吸收理论的研究步伐,促进了国内基于二维材料饱和吸收体的短脉冲激光器件及技术的发展。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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