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上海光机所正在二维纳米资料非线性光学特质讨

2019-05-01 19:28

  二维质料因为其充足的非线性光学特征,如双光子接收、饱和接收、反饱和接收等,正在激光时间、光音信和通信等范围有浩瀚的操纵潜力。近年来,二维质料正在光波混频等方面也获得了平常操纵,这看待短波长、可调谐激光源的形成吵嘴常首要的。受激布里渊散射和非线性接收等特征正在激光和光电通讯范围具有首要影响,然而二维质料中这些效应仍不清楚。近期,中邦科学院上海光学严紧呆板探讨所微纳光电子成效质料实习室探讨员王俊课题组正在二维纳米质料非线性光学特征探讨方面得到众项开展。

  探讨小组(中科院邦际访候学者Ivan Kislyakov等)体例探讨了石墨烯纳米片正在NMP和水溶液中的受激布里渊散射举止及其能量特征。探讨出现低浓度的石墨烯悬浮液因为没有明显的接收而形成强的受激布里渊散射淬灭效应,而且受激布里渊散射阈值与石墨烯接收系数之间存正在线性依赖干系。通过外面策动,验证了受激布里渊散射淬灭经过中差别热动力学、电光和声光参数对布里渊增益因子的影响。正在碳气泡变成经过中,气泡的浓度和压缩系数会发作转折,而且会确定受激布里渊散射举止;估算出了有用气泡尺寸,而且可连结声波接收实习探讨纳秒年华标准的气泡特征。这些探讨成就正在某些境况下可用于逼迫受激布里渊散射形成,如激光时间、光通讯汇集等。该探讨成就颁发正在Optics Express [26, 34346 (2018)]上。

  该探讨小组体例探讨了六方氮化硼(hBN)纳米片悬浮液的受激布里渊散射和双光子接收特征,衡量了正在532nm激光用意下的双光子接收截面σ2PA和布里渊增益系数gB。出现正在hBN浓度较低时发挥出彰彰的受激布里渊散射淬灭效应,这与石墨烯悬浮液的结论一概;而且,双光子接收截面额外大,是以BN纳米片可能接收足够的能量来加热到熔化温度。BN中受激布里渊散射猝灭闭键是由BN的熔化和纳米片正在激光能量高于受激布里渊散射阈值时蜕变为纳米液滴而惹起的声波衰减所致。文中探讨的BN分裂液,正在低强度辐照下具有很高的透后性,是以可将其动作全光滤波器非线性光学复合质料以及具有受激布里渊散射逼迫用意的透后质料掺杂剂。BN悬浮液也是探讨非线性光学和声光情景的一个兴味的模子体例。该探讨成就颁发正在Optics Express [27, 11029 (2019)]上。

  探讨小组还与北京化工大学传授孙振宇课题组通过液相玻璃时间,配合研制了大批高品格碘化铅(PbI2)二维纳米片,所得分裂液可能正在30天内维系精良的不变性。非线性光学特征探讨出现PbI2纳米片正在515nm飞秒脉冲和532nm纳秒脉冲下具有饱和接收(SA)特征,而且正在6ns脉冲激励下的SA相应强于正在340fs脉冲激励下的SA相应。PbI2纳米片的饱和接收特征与某些二维钙钛矿、石墨烯、黑磷和二硫化钼质料是可相比的。而且,PbI2的高不变性和低不饱和损耗使得其正在调Q、锁模激光器、光电探测器和其它超疾光电子器件方面有浩瀚操纵前景。该探讨成就仍旧正在线颁发正在ACS Photonics [DOI: 10.1021/acsphotonics.9b00122]上。

  图1 石墨烯悬浮液受辐照后发作的电致伸缩-热膨胀匹敌用意及其对受激布里渊散射淬灭的影响示希图。

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