一种基于三元低维复合的可饱和吸收体及其方法、应用技术

本发明专利技术公开了被动锁模光纤激光器技术领域的一种基于三元低维复合的可饱和吸收体及其方法、应用，方法包括以下步骤：分散得到三种材料各自的预分散液；混合得到三种材料的混合液，即三元低维材料预混合液；离心得到三元低维材料复合的分散液；加热搅拌制得聚乙烯醇溶液；称取三元低维材料复合的分散液滴入聚乙烯醇溶液中，搅拌混合进行烘干获得三元低维复合物/聚乙烯醇薄膜；裁剪转移到光纤跳线端面上，与另一光纤跳线用光纤法兰适配器连接起来，制得可饱和吸收体。本发明专利技术中的可饱和吸收体在单个材料初始特性的基础上获得了更优异的光学特性，能够进行更好的锁模操作；制备方法流程简单易操作、制作周期短、制作成本低廉。简单易操作、制作周期短、制作成本低廉。简单易操作、制作周期短、制作成本低廉。

【技术实现步骤摘要】
一种基于三元低维复合的可饱和吸收体及其方法、应用


[0001]本专利技术属于被动锁模光纤激光器
，具体涉及一种基于三元低维复合的可饱和吸收体及其方法、应用。

技术介绍

[0002]超快光纤激光器具有输出光束质量高、稳定性强、体积小、易携带、结构紧凑、易于集成和维护方便等优点，并且能够产生皮秒和飞秒级超短激光脉冲，在光通信、光纤传感、材料加工、生物医学、精密测量和科学研究等众多领域中得到了广泛的应用。可饱和吸收体是超快光纤激光器的重要部件，对产生超短脉冲起着至关重要的作用。基于纳米材料的物理式可饱和吸收体具有种类多、结构紧凑以及自启动等优势。
[0003]目前，商用领域中锁模激光器中使用较多的仍是半导体可饱和吸收镜(SESAM)，但是SESAM存在很多问题，如在制备方法上，SESAM制作成本高且制作工艺复杂；在性能上应用波段窄(约800
‑
1600nm)，恢复时间较长(约几纳秒)，结构复杂、调制深度难以调控、损伤阈值低等。
[0004]因此，获得制备工艺简单、制作成本低、稳定性好、且具备高非线性光学性能可饱和吸收体，以满足被动锁模激光器的使用需求，并基于此器件搭建一台全光纤自启动超快光纤激光器，是本领域亟需研究和探索的课题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于三元低维复合的可饱和吸收体及其方法、应用，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种基于三元低维复合的可饱和吸收体的制备方法，包括以下步骤：
[0008]步骤1、分别称取三种低维材料置于三个容器内，然后分别向其中加入各自的表面活性剂，并加入去离子水进行分散，最后使用超声设备对三者进行超声震荡12h，得到三种材料各自的预分散液；
[0009]其中，三种低维材料分别为单壁碳纳米管粉末、石墨烯粉末和二硫化钼粉末，单壁碳纳米管粉末的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，石墨烯粉末的表面活性剂为脱氧胆酸钠，二硫化钼粉末的表面活性剂为无水乙醇；
[0010]步骤2、将步骤1所得的三种预分散液按照体积比进行混合，然后置入超声设备内进行超声震荡6h，使三种溶液混合均匀，得到三种材料的混合液，即三元低维材料预混合液；
[0011]步骤3、取步骤2得到的三元低维材料预混合液进行离心30min，离心完成后，取上层清液，得到三元低维材料复合的分散液；
[0012]步骤4、称取聚乙烯醇颗粒置于容器内，加入去离子水后进行加热搅拌6h，充分溶解得到聚乙烯醇溶液；
[0013]步骤5、称取步骤3中得到的三元低维材料复合的分散液滴入步骤4制得的聚乙烯醇溶液中，搅拌混合均匀2h后获得三元低维复合物/聚乙烯醇溶液，然后转移至培养皿中进行烘干8～12h，最后获得三元低维复合物/聚乙烯醇薄膜；
[0014]步骤6、将步骤5所得三元低维复合物/聚乙烯醇薄膜裁剪成大小合适的小片，并将其转移到光纤跳线端面上，与另一光纤跳线用光纤法兰适配器连接起来，制得可饱和吸收体。
[0015]优选地，所述步骤1中的单壁碳纳米管粉末、十二烷基苯磺酸钠和去离子水的质量比为1:15:2500，石墨烯粉末、脱氧胆酸钠和去离子水的质量比为1:5:2500，二硫化钼粉末、无水乙醇和去离子水的质量比为1:320:600。
[0016]优选地，所述步骤2中的三种预分散液为碳纳米管预分散液、石墨烯预分散液和二硫化钼预分散液，体积比为8:1:1。
[0017]优选地，所述步骤4中的聚乙烯醇粉末和去离子水的质量比为17:1000。
[0018]优选地，所述步骤5中三元低维复合分散液和聚乙烯醇溶液的体积比为4.5:5。
[0019]优选地，所述步骤6中的光纤跳线头需要进行同轴配合连接。
[0020]一种基于三元低维复合的可饱和吸收体，采用基于权利要求1至6任一项所述的制备方法制备而成。
[0021]优选地，所述三元低维复合的可饱和吸收体可应用于孤子激光器。
[0022]优选地，所述孤子激光器包括依次连接的激光泵浦源、三合一器件、掺铒增益光纤、基于三元低维复合的可饱和吸收体以及单模光纤，激光泵浦源提供泵浦光，通过三合一器件将光耦合进环形腔中，经过掺铒增益光纤增益后，依次经过三元低维复合的可饱和吸收体和单模光纤，最后回到三合一器件，实现光在环形腔中的循环往复操作，最终激光器输出孤子脉冲激光。。
[0023]优选地，所述三合一器件(102)是波分复用器、光隔离器和分路器三种器件的集成器件。
[0024]本专利技术的有益效果：
[0025]1、本专利技术中的可饱和吸收体是将三种低维纳米材料进行堆叠复合构成异质结，克服了单一材料的缺点与局限性，在单个材料初始特性的基础上获得了更优异的光学特性，能够进行更好的锁模操作；
[0026]2、本专利技术使用时只需要将三元低维复合物/聚乙烯醇复合薄膜转移到光纤跳线头的端面即可使用，非常方便，且加入光路后无需其它操作即能产生锁模信号，即能够实现自锁模，另外，整个激光光路系统都是在光纤内部运行的，不受外界环境的干扰，性能非常稳定；
[0027]3、本专利技术中的制备方法流程简单易操作、制作周期短、制作成本低廉，可饱和吸收体薄膜的成膜质量高、可重复性强、成品率高、易于保存和封装，有利于商业化。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1是本专利技术中制备方法的流程图；
[0030]图2是本专利技术中孤子激光器的结构示意图；
[0031]图3是本专利技术中可饱和吸收体置于夹具中的示意图；
[0032]图4是本专利技术中三合一器件的端口说明图；
[0033]图5是本专利技术中实验测量的基于三元低维复合的可饱和吸收体孤子激光器的光谱图；
[0034]图6是本专利技术中实验测量的基于三元低维复合的可饱和吸收体孤子激光器的脉冲序列图；
[0035]图7是本专利技术中实验测量的基于三元低维复合的可饱和吸收体孤子激光器的单脉冲形貌图；
[0036]图8是本专利技术中实验测量的基于三元低维复合的可饱和吸收体孤子激光器的射频频谱图。
具体实施方式
[0037]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0038]实施例1：
[0039]本申请实施例提供了一种基于三元低维复合的可饱和吸收体的制备方法，请参阅图1所示，包括以下步骤：
[0040]步骤1、使用电子微量天平本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于三元低维复合的可饱和吸收体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、分别称取三种低维材料置于三个容器内，然后分别向其中加入各自的表面活性剂，并加入去离子水进行分散，最后使用超声设备对三者进行超声震荡12h，得到三种材料各自的预分散液；其中，三种低维材料分别为单壁碳纳米管粉末、石墨烯粉末和二硫化钼粉末，单壁碳纳米管粉末的表面活性剂使用十二烷基苯磺酸钠，石墨烯粉末的表面活性剂使用脱氧胆酸钠，二硫化钼粉末的表面活性剂使用无水乙醇；步骤2、将步骤1所得的三种预分散液按照体积比进行混合，然后置入超声设备内进行超声震荡6h，使三种溶液混合均匀，得到三种材料的混合液，即三元低维材料预混合液；步骤3、取步骤2得到的三元低维材料预混合液进行离心30min，离心完成后，取上层清液，得到三元低维材料复合的分散液；步骤4、称取聚乙烯醇颗粒置于容器内，加入去离子水后进行加热搅拌6h，充分溶解得到聚乙烯醇溶液；步骤5、称取步骤3中得到的三元低维材料复合的分散液滴入步骤4制得的聚乙烯醇溶液中，搅拌混合均匀2h后获得三元低维复合物/聚乙烯醇溶液，然后转移至培养皿中进行烘干8～12h，最后获得三元低维复合物/聚乙烯醇薄膜；步骤6、将步骤5所得三元低维复合物/聚乙烯醇薄膜裁剪成大小合适的小片，并将其转移到光纤跳线端面上，与另一光纤跳线用光纤法兰适配器连接起来，制得可饱和吸收体。2.根据权利要求1所述的一种基于三元低维复合的可饱和吸收体的制备方法，其特征在于，所述步骤1中的单壁碳纳米管粉末、十二烷基苯磺酸钠和去离子水的质量比为1:15:2500，石墨烯粉末、脱氧胆酸钠和去离子水的质量比为1:5:2500，二硫化钼粉末、无水乙醇和去离子水的质量比为1:320:600...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘雪明，朱威，吴乾超，张天国，陈晨，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：