非线性光纤光学_进展 | 二维材料复合光纤实现超高非线性效应
随着光通信技术的发展,光纤已经成为现代信息社会的重要支撑。非线性光纤作为一种特殊用途光纤,不仅在新型光纤通讯技术中有重要应用和发展前景,而且在光波长转换、超快光纤激光和超连续激光等光物理基础和器件研究等领域具有很大应用潜力。然而,传统石英光纤仅表现出非常微弱的奇数阶非线性效应,严重限制了在非线性光学领域的广泛应用。当前,提高光纤非线性的方法主要分为两大类:1 通过光纤结构优化设计,减小光纤的有效纤芯面积,进而提高光纤非线性;2,通过对传统石英光纤纤芯进行掺杂(如硫化物)或者直接生长非石英纤芯(如锗,硅等)来增加光纤非线性系数。但是,以上方法对光纤非线性提升效果有限且制备成本较高。因此,开发具有高非线性光纤的制备方法是迫切的需求。
二维原子晶体材料是目前材料领域研究的一个热点,比如石墨烯、过渡金属硫族化合物、六方氮化硼等,均具有优异的物理性能。尤其是光学特性,不同能带结构的二维材料可具备从紫外到微波的超快宽带光学响应、可调的光与物质相互作用和高非线性系数等特点,迅速掀起了二维材料与光纤光学相结合的交叉学科研究热潮。之前大量的研究工作主要是通过转移或者涂覆的方式将二维材料与光纤结合,以实现二维材料的光学增强效应。但是此类方法一般需要人为改变光纤结构(例如侧剖和拉锥光纤)来实现材料与光纤中传输光的倐逝波的耦合,极大地影响光纤的性能,增加了不必要的损耗,且转移和涂覆工艺不利于高性能复合光纤的批量制备。
最近,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心白雪冬课题组与北京大学刘忠范院士、刘开辉研究员合作,提出一种液相辅助两步化学气相沉积法在多孔光纤孔内壁上直接生长二维过渡金属硫族化合物,成功制备出具有超高非线性的二维材料复合光纤。
该方法有效解决了二维材料前驱体在大纵横比光纤中传质不匀的问题,实现了多种二维材料及其合金在不同种类规格光纤(空心石英管光纤和光子晶体光纤等)中均匀全覆盖生长,长度最大可达25cm。
在此基础上,研究人员进一步基于该复合光纤的非线性的实部和虚部分别进行了相应的应用研究。1 非线性实部:光频转换应用研究。实验结果发现,二维材料复合光纤展示了超强的二次和三次谐波产生,相比于平面石英衬底上的MoS2样品,该MoS2复合光纤的非线性信号增强了~300倍,损伤阈值提高3倍,传输损耗仅为~0.1 dB/cm;
2 非线性虚部:全光纤超快脉冲激光器的研究。将MoS2复合光纤用作饱和吸收器,完成了全光纤锁模脉冲激光器的搭建和测试,具备超窄脉冲宽度~500 fs高重复频率~41 MHz等优异性能。
该研究结果以 “Optical fibres with embedded two-dimensional materials for ultrahigh nonlinearity” 为题在线发表在 Nature Nanotechnology(https://doi.org/10.1038/s41565-020-0770-x) 上, 中科院物理研究所博士后左勇刚为文章共同第一作者(排序1/3)。
这项工作得到了中科院先导B(XDB33030200)、国家自然科学基金(51991340、51991344和51421002)等项目的资助。
编辑:xx
非线性光纤光学_进展 | 二维材料复合光纤实现超高非线性效应相关推荐
- 非线性光纤光学_北京大学刘忠范院士/刘开辉教授等《自然·纳米技术》:光纤内二维材料的均匀生长实现超高非线性...
非线性光纤已被广泛应用于光学变频.超快激光和光通信等领域.在目前的制造技术中,非线性是通过将非线性材料注入到纤维或制造微结构纤维等途径来实现的.然而,这两种策略都存在低的光学非线性或设计灵活性差的问题 ...
- 非线性光纤光学_一个锁模光纤激光器,居然也有这么多种类
锁模光纤激光器原理 激光腔的边界条件决定了激光以一系列分立的谐振模式稳定存在于腔中.依据光的传播方向,这些模式可分成纵模和横模.仅考虑单个横模的情况下,如果诸多纵模间的相位关系被锁定(即锁模),则可以 ...
- 二维ising模型概率c语言_盘点近几年在二维材料中发现的铁磁性
[引语] 二维材料:整理二维材料方面知识,让大家了解的更全面. 材料人现在已经推出了很多优质的专栏文章,所涉及领域也正在慢慢完善.有很多小伙伴已经加入了我们,但是还满足不了我们的需求,期待更多的优秀作 ...
- 一维二维_更高效的一维、二维材料过渡态搜索
前言 本文中,我们首先介绍如何使用NEB方法搜索过渡态,以及在NEB的结果的基础上,进一步提高精度优化出高精度.可验证的过渡态.本文以MoS2的一维条带(其中一个Mo原子被Co替代掺杂)为例进行演示. ...
- 微电子所等在二维材料异质结构光电器件研究中取得进展
半导体光伏结构因其能够有效地将太阳能转化为电能,被认为是实现清洁能源的重要途径.然而早在1961年,美国科学家肖克莱.德国科学家凯赛尔便提出光伏单元的效率由于难以避免的损耗而存在理论极限.其中,由于光 ...
- 国际首例!郭光灿团队在二维材料固态自旋色心室温操控取得突破
郭光灿院士团队在二维材料固态自旋色心领域取得重要进展. 该团队李传锋.唐建顺.王轶韬等人与匈牙利魏格纳物理研究中心的Adam Gali教授研究组合作,报道了六方氮化硼(hexagonal boron ...
- Vasp二维材料单胞基本计算范例
Vasp二维材料单胞基本计算范例,以InSe为例子. 总的来说,对于非磁性的简单二维材料体系,计算分为以下几步 1. 结构优化 2.静态计算 3.能带和态密度的计算 上面几个过程,实际需要改动的参数只 ...
- 二维材料异质结的纳米卷曲增强光电化学析氢反应
二维材料异质结的纳米卷曲增强光电化学 析氢反应(ACS) 文章目录 主要内容 动机 创新点 实验过程 积累 实验结果 启发 主要内容 一个由二硫化钼和二硫化钨构成的异质结纳米卷 动机 1. 利用太阳光 ...
- 二维绕任意点旋转_二维图形复合线性变换程序设计:三角形绕任意点旋转2wfhbh...
第七讲:二维图形复合线性变换程序设计: 例题:三角形绕任意点旋转. 组合变换为: ( 1 )平移变换 ( 2 )旋转变换 ( 3 )平移变换 #include #include #define PAI ...
- 两塑胶柱脚光纤端子_插销两个塑胶柱光纤端子_无塑胶柱光纤端子_无锁螺丝头光纤端子_塑胶双柱脚光纤端子_两塑胶柱无锁螺丝孔光纤端子
两塑胶柱脚光纤座子_插销两个塑胶柱光纤座子_无塑胶柱光纤座子_无锁螺丝头光纤座子_塑胶双柱脚光纤座子_两塑胶柱无锁螺丝孔光纤座子 光纤耦合器TOSLINK是一种将数字电信号转换为光信号以传输数据的光传 ...
最新文章
- pandas dataframe缺失值(np.nan)处理:识别缺失情况、删除、0值填补、均值填补、中位数填补、加缺失标签、插值填充详解及实例
- 繁星代码生成器0.91版 【视频】
- 如何把a1的图纸变成a0_「云顶之弈装备解析」面对回蓝——青龙刀与大天使究竟该如何取舍...
- 7、实例:计算课程结束的日期
- oracle数据库用户密码将要过期处理办法(ORA-28002)
- MySQL数据库的可视化管理工具连接时一些问题解决~
- Java向数据库中插入Boolean类型的字段
- Struts2拦截器实现异常处理机制
- 有符号数、无符号树混合计算问题。
- python3.6里有xhr吗_python – XHR请求URL在尝试解析其内容时不存在
- FreeRTOS 计数信号量
- 有了它,Python编码再也不为字符集问题而发愁了!
- mysql connector开源协议_Spring Boot 集成 MariaDB Connector/J 连接 MySQL
- ARCGIS操作教程学习
- 2022年java知识点汇总,面试大全!超级全面,逐步完善!
- 图书管理系统项目开发计划书
- RapidMiner Studio 自动模型
- matlab表示双曲函数,MATLAB2009_1_5三角函数和双曲函数
- 两轮差速机器人ROS下速度解算
- CSS( Cascading Style Sheets )简书