低維材料的高效制備及其在脈沖光纖激光器中的應(yīng)用研究脈沖光纖激光器有著高穩(wěn)定性、高光束質(zhì)量、結(jié)構(gòu)簡單和易于集成等優(yōu)勢,其在光纖通信、工業(yè)加工、國防、醫(yī)療等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。目前,脈沖激光可以通過調(diào)和鎖模兩種方法獲得。其中可飽和吸收體是被動調(diào)和鎖模脈沖激光中的核心器件,其非線性光學(xué)性能、工藝復(fù)雜程度和成本將極大地影響脈沖光纖激光器的性能和應(yīng)用潛力。半導(dǎo)體可飽和吸收鏡 作為第一代商業(yè)化的可飽和吸收體其制作、封裝工藝復(fù)雜并且工作波長有限生產(chǎn)成本高昂。隨著材料科學(xué)的不斷發(fā)展,越來越多的低維材料可飽和吸收體被發(fā)現(xiàn),譬如一維尺度的碳納米管 和金納米線二維尺度的石墨烯、拓撲絕緣體和過渡金屬硫化物等。碳納米管和金納米線等一維材料可飽和吸收體的工作波長與手性或縱橫比相關(guān),難以準(zhǔn)確調(diào)控可飽和吸收體的工作波段。二維材料可飽和吸收體由于其寬帶可飽和吸收特性、低損耗、響應(yīng)速度快等特點,目前成為實現(xiàn)寬波段、低成本脈沖光纖激光器的研究熱點。它們的出現(xiàn)很大程度上加速了超快激光器在向高功率、低成本、結(jié)構(gòu)緊湊高效率的目標(biāo)上發(fā)展。本文圍繞如何實現(xiàn)寬波段、低成本脈沖光纖激光器出發(fā),研究了石墨烯、拓撲絕緣體等幾種低維材料的高效制備方法及其在脈沖光纖激光器中的應(yīng)用,主要研究內(nèi)容如下:（基1）于無聚合物的石墨烯濕法轉(zhuǎn)移方法,實現(xiàn)了石墨烯的高質(zhì)量轉(zhuǎn)移并基于該石墨烯樣品實現(xiàn)了 波段的調(diào)和鎖模光纖激光輸出。利用濕法轉(zhuǎn)移技術(shù)成功的將石墨烯轉(zhuǎn)移到目標(biāo)襯底在不需要 聚合物輔助的條件下,完成了全光纖結(jié)構(gòu)石墨烯可飽和吸收體的制備。通過光學(xué)顯微鏡觀察,可以發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)移到目標(biāo)襯底的石墨烯幾乎沒有引入褶皺和裂紋。同時,由于轉(zhuǎn)移過程使用的均為揮發(fā)性良好的溶劑減少了引入其他雜質(zhì)的可能。利用該方法制備了全光纖結(jié)構(gòu)的石墨烯可飽和吸收體,并基于該可飽和吸收體實驗獲得了在 波段的調(diào)和鎖模光纖激光輸出。 研究了拓撲絕緣體納米晶體的高效超聲剝離方法,實驗驗證了其寬波段的非線性光學(xué)特性,并實現(xiàn)了基于該納米晶的寬波段超快脈沖光纖激光輸出。實驗研究了基于不同體積比混合和 的超聲剝離方法獲得了最佳剝離 材料的和溶劑體積比為 成功制備獲得了大小在 左右的 納米晶。利用掃描系統(tǒng)分別測量了 在U和M波段的非線性響應(yīng)特性實驗結(jié)果

證明混合溶劑剝離法能夠制備出高質(zhì)量的寬帶可飽和吸收體。證明混合溶劑剝離法能夠制備出高質(zhì)量的寬帶可飽和吸收體。將其應(yīng)用到鎖模光纖激光器實驗中獲得了M普通孤子、類噪聲脈沖和M波段的耗散孤子輸出?；诔暦椒ㄖ苽浍@得了 二維納米片實驗驗證了其非線性吸收光學(xué)特性并基于該飽和吸收體實現(xiàn)了p波段的鎖模光纖輸出。利用直接超聲法制備了高質(zhì)量、分散穩(wěn)定的納米片實驗表征了其p波段的線性和非線性的光學(xué)響應(yīng)發(fā)現(xiàn)其在p波段具有較強的線性吸收和可飽和吸收特性?；?的可飽和吸收特性搭建了摻鐿光纖激光器實現(xiàn)了基于 納米片可飽和吸收體的穩(wěn)定鎖模輸出其鎖模脈寬為中心波長 8（4首）次研究了有機-無機雜化鈣鈦礦在光通信波段的三階非線性光學(xué)特性,并基于此實現(xiàn)了光通信波段的鎖模光纖激光輸出,獲得了其非線性參數(shù)對激光特性的影響規(guī)律。對新型光伏材料鈣鈦礦進行非線性光學(xué)表征,測量了鈣鈦礦的非線性吸收特性和非線性折射率。制備的鈣鈦礦薄膜調(diào)制深度為13