全固態(tài)被動調(diào)Q激光器由于其在微機械加工、激光測距、遙感、顯微外科與非線性變頻等領域的廣泛應用而備受關注。與主動調(diào)Q激光器相比,采用可飽和吸收材料的激光系統(tǒng)具有體積小、簡單、成本低等優(yōu)點。據(jù)報道,半導體材料如Ga As、半導體飽和吸收鏡（SESAMs）、石墨烯（Gr）以及二硫化鉬(Mo S₂)為代表的新型“類石墨烯”二維材料已被用作Q開關元件來產(chǎn)生激光脈沖。近年來,量子點（QDs）由于相對較寬的吸收譜,更低的飽和通量,更快的恢復時間和更低的非飽和損耗成為一種新的很有吸引力的非線性光學材料,在超短脈沖激光器中具有至關重要的應用。本論文主要研究了石墨烯量子點（GQDs）在全固態(tài)激光器中的被動調(diào)Q特性:（1）利用水熱法制備了石墨烯量子點（GQDs）溶液并獲得了性能優(yōu)良的GQDs SA,借助Raman、XRD、TEM及Z-scan對GQDs SA進行了微觀結構與光電性能表征測試,對制備的GQDs質(zhì)量優(yōu)劣進行評估。通過非線性測試測得GQDs SA的調(diào)制深度為6.2%,飽和光強為19.6 MW/cm²。（2）研究了LD泵浦Nd:YVO₄

【文章來源】：南京信息工程大學江蘇省

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

石墨烯結構圖

南京信息工程大學碩士學位論文10二維材料在被動調(diào)Q應用中也顯示出巨大的前景，如CNT、MoS2、石墨烯等。石墨烯的缺點是調(diào)制深度很低（通常每層1%[39-40]）,而CNT由于管徑寬而產(chǎn)生高損耗，以覆蓋更寬的帶寬[41]。由于可見光區(qū)帶隙大，TMD材料如MoS2在近紅外和中紅外區(qū)域的性能受到限制。圖1.7石墨烯結構圖d.量子點材料調(diào)Q圖1.8GQDs模型分子結構QDs是由AlexeiEkimov[42]在20世紀80年代初發(fā)現(xiàn)的，是由MarkReed發(fā)明的。與量子阱相比，量子點原則上可以提供更低的飽和通量、更快的恢復時間和更低的非飽和損耗。GQDs材料與Gr相比，它不僅具有相應的Gr性能，與此同時，也打開了Gr的帶隙并且可通過調(diào)節(jié)GQDs尺寸大小來調(diào)節(jié)帶隙。1.3量子點材料現(xiàn)狀20世紀70年代，量子點這種半導體納米材料由于其特殊的性質(zhì)引發(fā)了眾多學科科研人員的關注。它的超小尺寸引發(fā)了量子限制效應，并且其激發(fā)波長范圍廣，熒光壽命長，量子產(chǎn)率高等獨特的光學特性使得科研人員將主要研究方向集中于其光電性質(zhì)上。隨著時間推移，科研人員逐漸研究其在其他領域的應用。1998年，Alivisatos和

撓τ靡踩〉昧訟嚶Φ慕?埂?一般來說，體材料由于其電子波長遠遠小于體材料尺寸，所以其量子限域效應不明顯。納米材料的尺寸已經(jīng)縮小至納米級，納米材料又樂意分成二維、一維與零維納米材料。二維納米材料也可稱為量子阱材料，其意味著材料中三個維度只有其中一個維度為納米尺度，其形狀是平面的，如納米薄膜與超晶格材料；一維納米材料也可稱為量子線，其意味著材料中三個維度只有其中兩個維度為納米尺度，其形狀是長條狀，如納米棒與納米帶；零維納米材料即量子點，其意味著材料中的三個維度都是納米尺度,其形狀為點狀的。圖1.9是體材料、量子阱、量子線以及量子點的比較。圖1.9量子阱、量子線、量子點與體材料的比較量子點是尺寸約為1nm-10nm的準零維半導體納米晶體。每個量子點Ibanez都均勻的分散在光學透明材料中，如玻璃或者聚合物薄膜之中。量子點材料的形狀一般是球形，但由于量子點不同的合成過程與化學組成，其中有些量子點材料的形狀可能為棒狀或者其他形狀。到目前為止，量子點材料的制備方法已經(jīng)多種多樣，如水熱法、外延生長法以及溶膠凝膠法等。由于制備技術的提高，量子點材料的熒光量子產(chǎn)率得到了很大的提高，也很好的改善了其穩(wěn)定性并且在一定程度上降低了毒性。目前合成的量子點材料的種類種類較多，如CdSe、PbS、CdTe以及GQDs等。人工合成的量子點材料的吸收和輻射譜可以覆蓋很寬的波帶。按結構劃分，量子點的結構主要可以分成三類：(1)核結構的量子點。如PbS、PbSe等。(2)只有一層包覆層的核殼特征的量子點。如CdTe、CdS/ZnO等。(3)有多層包覆層的核殼特征的量子點。如CdS/HgS/CdS等。

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3560903