[实用新型]基于MXene二维材料的可饱和吸收体及激光器

说明书

本实用新型提供了一种基于MXene二维材料的可饱和吸收体，包括光波导以及设置于所述光波导上的MXene二维材料，所述MXene二维材料用于调制光波导中传输的光束。本实用新型基于MXene二维材料的可饱和吸收体稳定性较好，可以长时间用于被动锁模等特点，是目前较为理想的可饱和吸收体类型。本实用新型还提供了一种基于MXene二维材料的可饱和吸收体的制备方法以及一种锁模脉冲激光器。

技术领域

本实用新型涉及激光器技术领域，具体涉及一种基于MXene二维材料的可饱和吸收体，实用新型尤其是，本实用新型还涉及一种包括上述基于MXene二维材料的可饱和吸收体的激光器。

背景技术

光纤激光器具有结构紧凑、低成本、输出光束质量高等优点，因此是目前激光器的主要发展方向。光纤激光器中，飞秒级脉冲光纤激光器具有高脉冲能量、高脉冲峰值功率、窄脉冲宽度和宽光谱等优点，可以应用工业精细加工、高次谐波产生、激光手术、光频梳等高精尖应用中去。

目前，产生高能量飞秒级脉冲的光纤激光器主要为基于非线性偏振旋转器件可饱和吸收体的光纤激光器。但是，非线性偏振旋转器件对脉冲的作用时间很短，导致光纤激光器很难实现自启动，通常需要人为调节偏振控制器件使激光器进入锁模状态，产生稳定的脉冲输出。而慢可饱和吸收体可以实现激光器的自启动，但其过慢的响应时间导致输出脉冲一般为皮秒甚至纳秒量级。因此混合锁模技术采用快可饱和吸收体形成飞秒级脉冲、慢可饱和吸收体实现激光器自启动两者相结合的技术方案。因此，如何选取稳定的慢可饱和吸收体成为混合锁模技术的关键

目前已有的慢饱和吸收体材料包括半导体可饱和吸收镜，半导体可饱和吸收镜采用石墨烯和黑磷等为代表的二维材料等等。但是，半导体可饱吸收镜具有工作范围小，制作成本较高等缺点；另外，石墨烯材料调制深度低且昂贵，而黑磷材料在自然环境中稳定性不够，容易氧化变质，无法长时间工作。因此，有必要提供一种稳定性更好的慢可饱和吸收体。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种基于MXene二维材料的可饱和吸收体以及基于MXene二维材料的可饱和吸收体的制备方法，以解决上述可饱和吸收体存在的调制深度低且昂贵、在自然环境中稳定性不够、容易氧化变质、无法长时间工作等问题，本实用新型还提供了一种新型激光器，以解决现有激光器存在的工作范围窄、成本高、稳定性差、调制深度不够等问题。

第一方面，本实用新型提供了一种基于MXene二维材料的可饱和吸收体，包括光波导以及设置于所述光波导上的MXene二维材料，所述MXene二维材料用于调制光波导中传输的光束。

可选的，所述MXene二维材料为具有二维层状结构的金属碳化物或者金属氮化物。

优选的，所述MXene二维材料为金属氮化物二维材料。

可选的，所述金属氮化物二维材料的层数为1～10层。

可选的，所述MXene二维材料的厚度为50nm-150nm。进一步的，所述MXene二维材料的厚度为100nm-150nm。

可选的，所述光波导为微纳光纤或者D型光纤，所述MXene二维材料包覆于所述微纳光纤或者D型光纤的表面。

本实用新型一具体实施方式中，所述光波导为微纳光纤，所述MXene二维材料包覆于所述微纳光纤的表面；

所述MXene二维材料在所述微纳光纤的表面沿光传播方向的包覆长度为100～300μm。

本实用新型另一具体实施方式中，所述光波导为透明玻璃，所述MXene二维材料设于所述透明玻璃的表面并附着于透明玻璃，附着有MXene二维材料的透明玻璃与两侧的光纤头形成sandwich结构。