[实用新型]一种基于硅纳米片的激光脉冲调制器及基于该激光脉冲调制器的激光器

说明书

本实用新型涉及一种基于硅纳米片的激光脉冲调制器，硅纳米片激光脉冲调制器由硅晶体制得，包括衬底和沉积在衬底上面的硅纳米片材料。将硅纳米片激光脉冲调制器插入连续或长脉冲运转的激光谐振腔内，可以实现短脉冲激光输出。本实用新型硅纳米片激光脉冲调制器，具有以下优势：(1)硅纳米片材料具有对波长不敏感的特性，可实现对可见到红外波段激光的调制。(2)硅纳米片可由黏土制得，原料丰富，价格低廉，制作工艺简单，适于批量生产。(3)便于集成：可用成熟的工艺在衬底上制备成薄膜，实现从材料到器件的一体化设计和集成。本实用新型还涉及基于该硅纳米片的激光脉冲调制器的激光器。

技术领域

本实用新型涉及一种基于硅纳米片的激光脉冲调制器及基于该激光脉冲调制器的激光器，属于激光技术领域。

背景技术

自上世纪六十年代世界首台红宝石激光器问世以来，激光器发展至今已形成一个巨大的产业，在工业、国防、科技、医学以及消费品等领域有着重要的应用。其中脉冲激光具有峰值功率高、能量大、脉冲时间短等优势，是激光的重要组成部分和发展方向。实现脉冲激光的技术主要分为两类：主动调制和被动调制。其中被动调制是指通过材料本身的可饱和吸收特性对激光产生过程的损耗进行调节，从而获得脉冲激光。这种调制方式具有操作简单、结构紧凑、能耗低等优势，在脉冲激光中的应用越来越普遍。目前常用的可饱和吸收材料主要分为有两类：具有特殊离子掺杂的绝缘体材料(如掺铬的钇铝石榴石晶体Cr:YAG)和半导体材料(如砷化镓和SESAM)。这两类材料具有制备工艺复杂、可饱和吸收性能对于波长有很强的依赖性、体积相对较大、成本相对较高等缺点，因此应用范围受到一定限制。目前，人们仍在积极探索新型的，性能更加优异、全面的可饱和吸收材料。

近年来，以石墨烯为代表的二维材料在生物、医学、通信、微电子等许多领域得到了广泛研究与应用。在光学方面，二维材料具有吸收波段宽、响应时间短、光学损耗低等特点，因此在激光调制领域，也受到越来越多的关注，如石墨烯(G)、黑磷(BP)、拓扑绝缘体(Bi₂Se₃)、过渡金属氧化物(VO₂)等新型二维材料已经作为激光调制器件应用在固体激光器中。但在实际应用中，仍然存在一些问题，如石墨烯具有低的调制深度和较大的非饱和损耗，黑磷在环境中非常不稳定，可在数小时内降解，拓扑绝缘体需要复杂的制备过程等。因此，人们仍在积极探索激光调制性能更加优异的二维材料。硅是现代电子技术最重要的材料，硅纳米片作为锂离子电池阳极的候选材料，可用于高能量密度的便携式电子设备、大型储能系统和电动汽车等领域。到目前为止，关于硅纳米片在光学领域的应用相对较少，未发现关于硅纳米片可饱和吸收效应及其作为激光脉冲调制器的报道。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种基于硅纳米片的激光脉冲调制器；

本实用新型还提供了上述激光脉冲调制器在全固态激光器中的应用；

术语解释：

1、衬底上面：是指载有硅纳米片材料的上表面。

2、衬底背面：是指衬底上未载有硅纳米片材料的一面。

3、增透：一般指对特定波长的光透过率不小于95％。

4、高反射，一般指对特定波长的光反射率不小于99％。

5、部分反射，一般指对特定波长的光反射率在40％-99％之间。

本实用新型的技术方案为：

一种基于硅纳米片的激光脉冲调制器，包括衬底及沉积在所述衬底上面的硅纳米片材料。

硅纳米片材料为现有已知的材料。