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山东大学研究人员提出用于固体激光器的宽带二硫化铼光调制器

发布:guangxuequan    |    2018-06-14 15:35    阅读:198
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近日,山东大学信息科学与工程学院的研究人员进行了宽带二硫化铼光调制器方面的研究。二硫化铼(ReS2)是VII族过渡金属二卤化物(TMDs)中的一员,由于其独特的1T结构和电子光学性质,引起了人们越来越多的关注,这与VI TMDS(MoS2、WS2、MoSe2、WSe2等)有很大的不同。已经证明,体ReS2表现为一堆类似电子振动地解耦单分子膜,这为制备单层ReS2提供了显著的可能性,并为研究TMDs的光子性质提供了一个新的平台。然而,由于大的以及与层无关的带隙,从可见光到中红外光谱范围的ReS2的非线性光学性质还没有被研究。在本文中,用从头算方法模拟了引入缺陷的ReS2的带结构,结果表明,在适当的范围内引入缺陷,可以将带隙从1.38减少到0.54 eV。在实验中,张百涛等人以适当缺陷的体ReS2为原料,采用液相剥离法制备了几层宽带ReS2可饱和吸收体(SA)。利用制备的ReS2可饱和吸收体,研究人员系统地研究了波长为0.64,1.064和1.91μm的被动调Q固体激光器。此外,通过腔体设计,首次在所制备的ReS2可饱和吸收体上成功地实现了1.06μm的飞秒被动锁模激光器。该结果为一种罕见的宽带光调制器提供了一种有前途的替代方案,并指出了ReS2在产生Q开关和锁模脉冲激光器应用中的潜力。进一步的研究表明,这项工作将有助于设计具有可变带隙的2D光电器件。

近年来,包括石墨烯、拓扑绝缘体(Bi2Se3、Bi2Te3等)、黑色磷和过渡金属二卤代酸盐(TMDS)(MOS2、WS2等)的2D材料已被广泛地应用于储能器件、晶体管、光电探测器、以及用于超快光子学的电致发光器件和光学可饱和吸收体。在这些材料中,二维的TMDs相对容易剥离,并且高度可靠。此外,二维 TMDs是由过渡金属(Mo,W,Re,Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta等)的原子平面夹在两个硫属平面(S,Se,Te)之间组成的材料。除了VI族(MoS2、WS2、MoSe2、WSE2等)中最普遍的TMDs,ReS2是VI族TMDs的代表物质。在结构、电光和化学性能的许多方面,其独特的性能引起了人们的极大兴趣。

图1 基于ReS2的锁模激光器实验装置

原文链接: http://www.opticsjournal.net/Articles/abstract?aid=OJ180504000189TpVsYv

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