基于MoS2复合材料的光纤激光器性能研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yclmq
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
光纤激光器与固体激光器相比,前者具有结构简单紧凑、抗干扰性强、制造成本低廉、易于实现小型化等诸多优势,因此在光学通信、生物医学、工业生产等方面有着越来越重要的地位。随着石墨烯激光器的问世,打开了人们对二维原子材料在激光器领域的研究兴趣。近几年内,多种纳米材料被证明都具有饱和吸收效应,并将其应用于脉冲激光器中,报道的比较多的有碳纳米管、石墨烯、金纳米棒、过渡金属族硫化物、拓扑绝缘体等等。但是这些二维材料都有其对应的优缺点。石墨烯虽然具有超快的电子弛豫时间,但单层石墨烯的光调制深度非常低且容易损坏;拓扑绝缘体的电子弛豫时间虽然比石墨烯大,但是其光的调制深度比较大且阈值高,不容易损坏;单独的过渡金属族硫化物的带隙比较宽,其起始阈值比较高,对泵浦功率要求较高;金纳米棒表面等离子的共振峰很难调到红外区域等缺点。本论文主要研究了以二硫化钼和其他过渡族金属族硫化物结合的可饱和吸收器件的性能,及其它们在全光纤激光器中的应用。我们采用了两步合成法合成了NiS2/MoS2复合材料,并对其进行了电镜扫描、拉曼、原子力显微镜等表征,表明了两步化学合成法制成的NiS2/MoS2呈花瓣式结构。随后又将材料利用Z扫描和双臂探测法两种方法进行了非线性性能的测试,测得其调制深度0α、非线性损耗αNS与饱和光强度Isat分别为2.1%、34.1%与0.34 mW/cm2。接着将NiS2/MoS2复合材料与聚乙烯醇(PVA)溶胶混合并通过比色皿在室温下成薄膜,利用“三明治”结构将复合材料薄膜通过两个光纤跳线端面(FC-PC)加入到光纤激光器谐振腔中,通过调节偏振控制器和泵浦光源功率获得了激光器的调Q输出,当泵浦功率从150 mW增加到400 mW时,脉冲重复频率从7.98kHz增加至36.5 kHz,对应的脉宽从63μs减小到13.7μs,输出功率线性地从0.56 mW增至1.18 mW。在泵浦功率为250 mW时,其光谱中心波长为1561.8 nm,对应的3 dB带宽为1.43 nm,信号强度达到55 dB。保持激光器泵浦功率、偏振控制器状态等条件不变的情况下14个小时内光谱几乎没变,表明了此种复合材料的高损伤阈值和高稳定性。我们同样利用两步合成法制备了SnS2/MoS2复合材料,利用拉曼光谱仪、原子力显微镜等对SnS2/MoS2复合材料进行了微观结构表征,表明了SnS2/MoS2呈片状结构,厚度接近9 nm,得出此种复合材料仅有少数几层。随后采用了光学沉积法将SnS2/MoS2复合材料转移到了光纤跳线的端面上做成锁模器,将锁模器耦合进光纤激光器光路中,通过调节偏振控制器和泵浦功率,成功的实现了掺饵光纤激光器的被动调Q。我们将泵浦功率从200 mW逐渐增到450 mW时,脉冲的重复频率从7.387 kHz也逐渐增至9.492kHz,对应的脉宽从305.9μs减小到85.4μs,输出功率线性地从0.452 mW增至1.14 mW。当泵浦为330 mW时,光谱对应的中心波长为1669.4 nm,3 dB带宽为0.2 nm,其光谱信号强度高达56 dB。当泵浦功率增加到450 mW时,脉冲和光谱依然稳定,并且在14小时内光谱几乎没变化,表明了SnS2/MoS2复合材料同样具有高损伤阈值和高稳定性。
其他文献
锌是人体中含量第二丰富的过渡金属元素,在基因表达、神经信号传递、DNA结合或识别等多种生物学过程中具有重要作用。另外,由于采矿、精炼、废物燃烧等不同的工业过程中排放
深度神经网络的快速发展,有力地推动了计算机视觉方面的研究。越来越多的计算机视觉工作引入深度神经网络,并取得了跨越式的发展与进步。基于计算机视觉的无人驾驶、人脸身份
含气泡水介质广泛的存在于自然界中。由于空气与水的密度、声阻抗及压缩率等特性有很大的差异,往往会导致混合介质的声学特性发生显著变化,对声波的传播产生很大影响;随着水下大功率和强声源设备的应用越来越广泛,迫使对非线性声学理论的研究更加深入。本文利用等效媒质法,建立了含气泡水介质等效媒质模型。从气泡的动力学方程出发,研究气泡的动力学特性并推导了二阶和三阶近似下的气泡体积形式的振动方程;从气泡的散射截面和
随着大数据时代的来临和云计算技术的发展,数据爆炸式增长。面对如此大量繁杂的数据,如何从这些海量数据中挖掘出有价值的信息是我们必须解决的问题。聚类问题作为数据挖掘体
“建设海洋强国”国家战略对潜航器特别是无人潜航器为代表的海洋装备提出了重大需求。潜航器环境态势感知是潜航器生存、任务执行和安全运行的必要条件。随着目标声隐身性能
汝瓷是宋代五大名窑之首的汝窑所生产的瓷器,因产自古代汝州(今河南省汝州市)而得名。2011年,汝瓷技艺入选国家级非物质文化遗产名录。汝瓷天青淡雅的釉色、古朴自然的造型、
本文从效率视角切入,研究中国低碳产业的金融支持效率及其影响因素。首先,界定低碳产业及金融支持效率的相关概念,对低碳产业发展的金融支持理论、金融支持机理进行了分析。其次,分析了我国金融支持低碳产业发展的现状以及障碍。然后,选取了 2007年-2016年101家低碳产业上市公司作为样本数据,建立DEA效率评价模型,从资金筹集效率和资金配置效率俩方面评价金融支持低碳产业发展的程度。随后,建立Tobit回
在大数据时代的背景下,海量的信息给人们的日常生活带来了很多困扰。推荐系统能有效缓解信息过载的问题,帮助人们找到自己真正感兴趣的信息。隐式反馈是推荐系统研究的方向之
随着社会的不断发展,世界各国越来越关注绿色创新,从而做到经济发展和环境保护齐头并进。绿色创新是实现低碳经济增长的重要途径,但是实现难度较大,制造企业需要从外部特别是
本研究通过盆栽与大田试验相结合,开展了国内外不同草坪专用肥与普通复合肥对冷季型草坪草地早熟禾影响的研究。具体讨论了不同肥料及施肥水平对土壤有机质、pH值、全氮、速