基于锑烯三阶非线性光学性质和全光开关的研究

基本信息
批准号:11804234
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:陆璐
学科分类:
依托单位:南京师范大学
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:罗劭娟,王云征,吴雷明,曹睿,陈云翔
关键词:
非线性光波导全光开关
结项摘要

All-optical switching device, which is beneficial to improve transmission capacity, transmission and response speed, is the core of ultrafast all-optical Network for information transmission and the key to solve the "information bottleneck" phenomenon in optical fiber communication system. And antimonene, as a novel two-dimensional (2D) semiconductor material with excellent photoelectric and optical properties, has a broad application prospects. To achieve the antimonene-based all-optical switching device, this project intends to use a controllable, effective and environment-friendly electrochemical exfoliation approach to synthesize antimonene flakes, and then investigate the physical origins and mechanisms by nonlinear optical measurement techniques. The measuring and characterizing process of third order nonlinear optical properties.is optimized with the aid of numerical simulation. Based on these theoretical and experimental fundaments, the device fabrication of antimonene-based all optical switching application is focused. The results of this project have a great reference and practical significance to the controllable synthesis of antimonene and the industrial application of antimonene-based materials.

全光开关器件是超高速全网络信息传输的核心,其有利于提高信息传输量、传输速率、响应速度,进而解决光纤通信系统中的“信息瓶颈”问题。锑烯作为一种性能优异的新型半导体二维材料,具有广泛的应用前景。为了实现基于锑烯材料的全光开关器件,本项目拟采用电化学剥离方法实现锑烯二维材料的可控、高效和绿色环保的制备,然后设计相应地非线性光学测量技术深入研究其非线性光学特性的物理起源与作用机理;在此基础上,结合数值仿真不断优化其三阶非线性光学特性的测试表征,为锑烯在全光开关的应用奠定理论和实验基础,最后开展基于锑烯材料的全光开关器件研究。本项目的研究结果将对实现锑烯材料的可控制备,并最终推动锑烯材料的产业化应用具有很高的参考和实用价值。

项目摘要

本项目是非线性光学研究的热点和难点问题,在光通信、激光传输、激光雷达等相关领域具有潜在的应用意义和实用价值。. 本项目主要完成了3个内容:首先,为排除热效应的影响,理论和实验研究了非线性介质对折射率变化的影响;其次,借助于热效应生成的新型光束,理论实验探讨了光限幅器件的实现;再次,进一步研究了光束的自聚焦特性,为后期的科研计划提供了研究基础和较为准确的实验数据。. 基于锑烯非线性介质,准确得到了热效应引起非线性折射率大小为10-9 m2/W,同时测量了锑烯造成非线性折射率为10-20 m2/W,确保了实验数据和实验方案的可信性;. 本项目研究了非线性介质的光限幅特性。结果表明,当输入光强小于34 W/cm2时,输出光强随输入光强的增加而线性增加;当输入光强大于34 W/cm2时,通过光阑的光强变化很小,从而达到了光限幅的目的;为实现光限幅器件提供了实验数据。. 借助于非线性介质,探索了自聚焦长度可控和到靶功率密度的可控,极有可能为高能激光大气传输和自由空间光通信等相关领域的应用提供一定的参考价值和实用价值。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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