黑磷可切换双波长量子级联光纤激光器

"该文研究了使用多层黑磷作为可饱和吸收体的双波长Q开关光纤激光器。黑磷因其厚度依赖的直接能带隙（0.3-2 eV）在近红外和中红外波长具有增强的非线性光学响应。实验中，研究者将多层黑磷薄片涂覆在微纤维上，制成了具有16%调制深度和6.8 MW/cm²饱和强度的饱和吸收体。将这种黑磷微纤维（BCM）插入到铒掺杂的光纤环形激光器中，实现了稳定的双波长Q开关状态，中心波长分别为1542.4 nm和1543.2 nm。" 这篇论文深入探讨了基于多层黑磷的可切换双波长Q开关光纤激光器的构建与性能。Q开关是一种用于控制激光脉冲产生和重复频率的技术，通过调节激光腔内的吸收来实现。在这种情况下，黑磷作为一种新型的非线性材料，其独特的性质使得它成为理想的可饱和吸收体。可饱和吸收体在低光强度下呈现出较强的吸收，而在高光强度下则会达到饱和，从而允许激光脉冲的形成。 多层黑磷的厚度依赖能带隙特性使得它在近红外和中红外区域具有显著的非线性光学效应，这为激光技术提供了新的可能性。实验中采用的黑磷微纤维结构（BCM）不仅展示了良好的饱和吸收特性，而且其16%的调制深度和6.8 MW/cm²的饱和强度表明，这种材料可以有效地控制激光腔内的吸收，实现稳定且可控的Q开关操作。 将BCM引入铒掺杂的光纤环形激光器后，研究人员观察到了双波长Q开关现象，两个波长分别为1542.4纳米和1543.2纳米。这种双波长输出是由于黑磷吸收特性的非线性和激光腔内模式竞争的结果。这种激光器的设计和实现对于开发具有灵活波长选择和高效率的光通信系统、光谱分析以及精密光学测量等应用具有重要意义。 此外，这项工作还为探索二维材料在光学领域的潜在应用开辟了新的道路，尤其是在激光技术和非线性光学器件设计方面。通过优化黑磷的层数和微纤维的结构，未来可能实现更广泛的波长调谐和更高的激光性能。同时，黑磷的可饱和吸收特性可能被应用于其他类型的激光器，如半导体激光器或固态激光器，以实现更高效、更灵活的光脉冲产生。 这篇研究揭示了黑磷作为可饱和吸收体在光纤激光器中的潜力，为光学和光电子学领域带来了创新的解决方案，并为基于二维材料的新型激光技术奠定了基础。