摘要
光纤激光器实现脉冲输出的主要技术有被动调Q和被动锁模，这两种技术的关键在于依靠可饱和吸收体(SA)对光的非线性吸收效应。传统的半导体可饱和吸收镜是现今应用最多的SA,但它存在生产工艺复杂、制作成本高、工作带宽窄等缺点。近年来，科研工作者发现许多二维材料具有可饱和吸收特性，常见的有石墨烯、过渡金属硫族化合物(TMDs)、拓扑绝缘体、黑磷等。其中，TMDs因家族成员众多、调制深度较大、饱和恢复时间快而受到广泛研究。但仍有许多光学性能优异的二维TMDs没有得到充分的研究。本文主要研究了二硒化铌(NbSe2)和二硒化钽(TaSe2)两种新型二维TMDs的液相剥离法制备条件及在1.5μm波段光纤激光器上的可饱和吸收性能。具体研究内容如下: (1)采用超声液相剥离法制备NbSc2纳米片溶液。通过有机聚合物成膜法集成到光纤上制成NbSe2SA,在泵浦功率125～350mW的掺铒光纤激光器上实现稳定的被动调Q运转,调Q激光最小脉冲宽度2.3μs,最大重复频率78.4kHz,中心波长位于1559.9nm,最大输出功率为7.03mW,脉冲能量和峰值功率分别为89.7nJ和39.0mW。通过溶液蘸取法集成到光纤上制成NbSe2SA,测得其调制深度和饱和强度分别为6.3％和5.35MW/cm2,在泵浦功率90～550mW的掺铒光纤激光器上实现稳定的被动锁模运转，锁模激光脉冲宽度为1.3ps,重复频率为25.32MHz,中心波长位于1558.7nm。实验结果表明，NbSe2材料具有良好的饱和吸收性能，可以作为光学调制器件的应用材料。 (2)采用超声液相剥离法制备TaSe2纳米片溶液。通过有机聚合物成膜法集成到光纤上制成TaSe2SA,在泵浦功率350～600mW的掺铒光纤激光器上实现稳定的被动调Q运转，调Q激光最小脉冲宽度2μs，最大重复频率85.7kHz,中心波长位于1559.4nm,最大输出功率为7.74mW,对应的脉冲能量和峰值功率分别为90.3nJ和45.15mW。通过溶液蘸取法集成到光纤上制成TaSe2SA,在泵浦功率125～450mW的掺铒光纤激光器上实现稳定的被动锁模运转，锁模激光脉冲宽度为1.75ps,重复频率18.53MHz,中心波长位于1553.6nm。实验结果表明，TaSe2材料具有超快非线性光学响应，为其后在超快光学领域的应用提供基础。
NETL