超快脈沖激光器以其高峰值功率、短脈寬等特點，在工業(yè)生產(chǎn)、科研、醫(yī)療等領(lǐng)域都有重要應(yīng)用。一個典型的產(chǎn)生脈沖輸出的方法，是使用非線性光學(xué)材料，利用其飽和吸收特性，調(diào)制脈沖激光器的Q值，產(chǎn)生脈沖輸出。在過去的幾十年中，很多材料被證明具有光學(xué)非線性，包括各種染料、彩色濾光玻璃、離子摻雜晶體等。但是，要滿足實際脈沖激光器應(yīng)用，除了需要很強(qiáng)的光學(xué)非線性，材料還需要具備其他很多特性，如超快電子弛豫時間、寬波段吸收、低損耗、高損耗閾值、低成本、易于制備、便于與各種激光諧振腔整合等。為了滿足日益提高的激光器應(yīng)用需求，科學(xué)家們不斷開發(fā)出各種適用于脈沖激光器的新型功能材料，如窄波段的碳納米管、寬波段的石墨烯材料、高調(diào)制深度的拓?fù)浣^緣體材料等。
近日，蘇州大學(xué)的鮑橋梁教授和馬萬里教授首次實驗證實，磷化亞銅(Cu3-xP)等離子體納米晶體在光通訊波段具有可調(diào)的表面等離子體增強(qiáng)的非線性光學(xué)性質(zhì)，是實現(xiàn)大能量脈沖激光輸出的理想材料。他們使用溶液法合成這種磷化亞銅等離子體納米晶體，通過材料的尺寸、摻雜和表面官能團(tuán)等實驗參數(shù)可以實現(xiàn)該材料的等離子體吸收峰從1390 nm到1750 nm可調(diào)，覆蓋通訊C波段到L波段較寬的一個波譜范圍。由于等離子體吸收效應(yīng)，大大增強(qiáng)了材料的光學(xué)非線性，在1550 nm處調(diào)制深度達(dá)18.98%。此外，該材料還展示了超快的激子弛豫能力。他們使用該材料成功實現(xiàn)了高能調(diào)Q脈沖激光輸出。該工作顯示，這種重?fù)诫s等離子體納米晶體作為一種低成本、可大規(guī)模制備的新型光學(xué)非線性材料，在信號產(chǎn)生和光通訊領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。該研究成果以封底文章的形式發(fā)表在Wiley 出版集團(tuán)權(quán)威雜志《Advanced Materials》上。
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