近年來,隨著脈沖激光技術的發(fā)展,人們對于能夠進行脈沖調制的非線性光學材料提出了更高要求。以石墨烯為代表的二維材料（2D-materials）受到了社會的廣泛關注,由這類材料制成的可飽和吸收體具有結構緊湊,占用空間小,吸收波段寬,響應時間短,光學損耗低以及效率高等優(yōu)勢,解決了傳統(tǒng)被動調Q/鎖模元件制作工藝復雜、生產(chǎn)成本高、可工作波段相對較窄等諸多限制,在固體激光領域具有廣闊應用前景。到目前為止,過渡金屬雙硫化物（TMDs）、拓撲絕緣體（TIs）、石墨烯、黑磷等二維材料均在激光與非線性光學領域取得了豐碩成果,但由于自身性質的限制,或者是制備工藝上的缺陷,使其仍無法滿足許多應用需求,因此探索新型、穩(wěn)定、性能優(yōu)異的二維材料成為當前研究的熱點。本文以金屬有機框架（MOFs）二維納米片、單質二維材料碲烯以及γ-石墨炔為研究對象,將其制成可飽和吸收體應用于Nd:YAG全固態(tài)激光器中,實現(xiàn)了多種波長的穩(wěn)定調Q脈沖激光輸出。主要研究內容如下:1.制備了層狀γ-石墨炔納米片并均勻分散于藍寶石基底。使用掃描電鏡顯微鏡、原子力顯微鏡和拉曼光譜表征了材料的特性,用紫外-可見-紅外分光光度計測量了二維γ-石墨炔納... 

【文章來源】：山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１?７－石墨炔樣品的ＳＥＭ圖

????—一??２?ＬＷ?ｈ?ｒ?－—￣??ｄ?ｉｌｌ?ｉＪｆ?Ｉ?ｃ?６（１??ｙ?ＭＦ９ｋａＦ?２?—ｙ?－＾ｒａｐｈｙｎｃ?ｏｎ?ｓａｐｐｈｉｒｅ?ｓｕｂｓｄＨｔｃ??％?＾ＪＦ?Ｖ?Ｖ．?２〇〇＜，２１９Ｋ?．?－Ｉ?４〇－?ｓａｐｐｈｉｒｅ?ｓｕｈｓｌｒａｌｃ??ｉ?ｆ?１４??１２００?１４００?１６００?１８００?２０００?２２００?４００?８００?１２００?１６００?２０００??Ｒａｍａｎ?ｓｈｉｆｔ?（ｃｍ－＇）?Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ?（ｎｍ）??圖２．２ｙ－石墨炔的特性表征。（ａ）?ＡＦＭ圖像：（ｂ）與ＡＦＭ圖像相對應的厚度圖；（ｃ）??拉曼光譜圖；（ｄ）可飽和吸收體和空白藍寶石基片的線性透過譜。??Ｆｉｇ．?２．２?Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｙ－ｇｒａｐｈｙｎｅ．?（ａ）?ＡＦＭ，?（ｂ）?ｈｅｉｇｈｔ?ｐｒｏｆｉｌｅ，?（ｃ）?Ｒａｍａｎ??ｓｐｅｃｔｒａ．??２．２?ｙ－石墨炔的激光特性研究??２．２．１飽和吸收特性??為了表征石墨炔的可飽和吸收性能，我們測試了不同入射光強下Ｙ－石墨炔納??米片的透過率。所用光源為光參量振蕩器（ＯＰＯ），激發(fā)波長］０６４?ｒｎｎ，重復頻??率１０?Ｈｚ，脈沖寬度６?ｎｓ。出射光束被圓孔光闌截取，然后用透鏡將光斑聚焦。??實驗數(shù)據(jù)由下式擬合［１１０］：??（ｔＳｔ）?（２．１）??Ｔ?＝?Ａ?＊?’以??１２??

第２章二維ｙ?－石墨炔可飽和吸收體的性質表征及其在全固態(tài)被動調Ｑ激光器中的應用??式中Ｔ為樣品透過率，Ａ為歸一化常數(shù)，５Ｔ為飽和吸收體的調制深度，Ｉ為入射??光強，Ｉｓ為飽和強度。實驗數(shù)據(jù)和擬合曲線如圖２．３所示。在入射功率密度為５０．１??ＭＷ／ｃｍ２時，擬合得到的飽和強度為１３．２６?ＭＷ／ｃｍ２，調制深度為３．５％?（７８—??８１．５％）。較大的飽和強度意味著石墨塊具有較強的儲能能力。而調制深度較低??意味著仍然存在著高達１８．５％的散射損耗、本征損耗等剩余損耗，這將直接影響??被動調Ｑ激光實驗的效果。??？?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｄａｔａ??ｇ２?－??Ｆｉｔｔｉｎｇ?ｃｕｒｖｅ??＾?？？？?？?？??５?ｏ．８〇?－?０??ｉ?ｙ＊＃?ＡＲ＝３．５?％??Ｉ?］?．？?Ｉｓ＝１３．２６?ＭＷ／ｃｍ２??ｉ?０．７８?－?ｉ??［??Ｉ?Ｉ?Ｉ???０?１５?３０?４５??Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ?（ＭＷ／ｃｍ２）??圖２．３?Ｙ－石墨炔可飽和吸收體的非線性透過率隨著入射光強的變化曲線。??Ｆｉｇ．?２．３?Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ?ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｙ－ｇｒａｐｈｙｎｅ?ＳＡ??２．２．２全固態(tài)被動調Ｑ特性??以石墨炔為可飽和吸收體，實現(xiàn)了?１．０６?ｐｍ全固態(tài)激光的被動調Ｑ。泵浦??源為波長為８０８?ｎｍ的光纖耦合二極管激光器，芯徑２００?ｐｍ，數(shù)值孔徑０．２２。用??聚焦系統(tǒng)將泵浦光束耦合進諧振腔。增益介質為Ｎｄ：ＹＡＧ激光晶體，摻雜濃度為??１．１?ａｔ．％，尺寸為３ｘ３＞＜８?ｍｍ３。晶體兩端面鍍０．９－１．３?ｊａｍ抗反射膜（ＡＲ）。為了消??除熱

【參考文獻】：
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博士論文
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本文編號：3290212