【摘要】：伴隨著科技的日新月異,為滿足超快激光和光通信技術(shù)的迭代更替,在尋找符合技術(shù)需求的產(chǎn)品上一直是技術(shù)發(fā)展的瓶頸。光學(xué)器件中,具備諸如非線性濾波、被動(dòng)鎖模及調(diào)Q特性的二維光學(xué)材料市場(chǎng)需求極大�，F(xiàn)階段一般采用三階非線性光學(xué)性能的測(cè)試方法來(lái)展開(kāi)對(duì)非線性光學(xué)材料的探討研究。作為新型二維材料的重要成員——黑磷,是一種層狀半導(dǎo)體材料,單層黑磷是繼石墨烯之后發(fā)現(xiàn)的第二種單元素二維原子晶體,因其以其獨(dú)特的物理及化學(xué)特性刷新了人們對(duì)傳統(tǒng)納米技術(shù)的觀點(diǎn),黑磷的能帶具有隨著層數(shù)可變的奇異特性(單層2.0 eV,多層0.3 eV),并且單層和多層黑磷始終保持著直接帶隙結(jié)構(gòu)。黑磷已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)上證明其具有寬帶的可飽和吸收性能,并在多個(gè)波段的鎖模應(yīng)用中得到驗(yàn)證。但如何進(jìn)一步提升黑磷的鎖�；蛘{(diào)Q器件性能,針對(duì)黑磷的進(jìn)一步非線性光吸收特性研究十分必要。本論文主要從超快激光的脈寬參數(shù)對(duì)黑磷的三階非線性吸收的影響,及不同層數(shù)的黑磷樣品對(duì)強(qiáng)激光吸收的三階非線性光學(xué)效應(yīng)展開(kāi)實(shí)驗(yàn)研究,并取得如下研究成果:(1)實(shí)驗(yàn)研究了黑磷分散液樣品,在中心波長(zhǎng)為800 nm鈦寶石激光器為光源,測(cè)量不同脈寬下的開(kāi)孔Z-scan。分別得到表示了樣品在100 fs、1 ps和10 ps脈寬下的開(kāi)孔Z-scan曲線。黑磷溶液具有可飽和吸收特性由實(shí)驗(yàn)的歸一化透射曲線都能顯示出來(lái)。當(dāng)峰值光強(qiáng)從6.549到776.2 GW/cm2逐漸增大時(shí),我們可以發(fā)現(xiàn)在三種脈寬的輻照下,黑磷的三階非線性極化率虛部、品質(zhì)因子以及非線性吸收因子與脈寬成正比,而黑磷分散液的飽和光強(qiáng)恰巧與脈寬成反比,三種脈寬下的調(diào)制深度基本保持一致。(2)實(shí)驗(yàn)研究了不同層數(shù)黑磷樣品分散液吸收特性,使用液相剝離的方法制備了三種不同層數(shù)的黑磷(5krpm、7.5krpm、10krpm),將其分散在NMP溶液中。通過(guò)自行搭建的Z-scan系統(tǒng),以可調(diào)波長(zhǎng)范圍的飛秒激光器為光源,在600nm波段下進(jìn)行開(kāi)孔Z-scan,結(jié)果表明,不同層數(shù)的黑磷分散液都具有飽和吸收性,調(diào)制深度隨著層數(shù)成正比。本論文研究結(jié)果為基于黑磷的超快激光應(yīng)用提供了實(shí)驗(yàn)參考,為設(shè)計(jì)黑磷器件提供依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O437;TN304.17

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本文編號(hào)：2804405