[发明专利]可饱和吸收体、器件、制备方法及锁模激光器

说明书

本发明公开了一种可饱和吸收体、器件、制备方法及锁模激光器。其中，所述可饱和吸收体包括二维形式的Nb₂GeTe₄材料。所述可饱和吸收体器件包括光纤及承载于所述光纤的纤芯端面上的前述可饱和吸收体。所述锁模激光器基于前述可饱和吸收体器件搭建。本发明提供的基于二维形式的Nb₂GeTe₄材料的可饱和吸收体具有优异的性能；基于该可饱和吸收体搭建的锁模激光器稳定性高，能够产生超短脉宽的脉冲锁模激光输出。

技术领域

本发明是关于激光器的可饱和吸收器件领域，特别是关于一种可饱和吸收体、器件、制备方法及锁模激光器。

背景技术

近年来，超快光子学因其在人工智能、先进制造、5G通信、光探测与测距等领域的广泛应用而备受关注，已成为一个具有重要意义的跨学科课题。超快激光脉冲产生的研究和进展对该领域的发展和创新具有重要意义。一般来说，利用基于可饱和吸收体的光开关周期性地调节谐振腔中的光，可以产生超短激光脉冲；其饱和吸收行为由材料的三阶非线性光学吸收决定。可饱和吸收体是锁模激光器的关键元件，直接决定了脉冲性能。

然而，基于现有的可饱和吸收体所制得的锁模激光器稳定性不高、脉冲激光宽度较大。一般来说，基于可饱和吸收体产生的脉冲激光遵循傅里叶变换的限制，其中频率不确定性(或带宽)和时间不确定性(或脉冲持续时间)的乘积最小，所以为了获得超快脉冲，基于可饱和吸收体的锁模激光器须具有宽的光谱特性，同时可饱和吸收体须具有低的饱和功率密度和大的调制深度。

因此，针对现有技术的中的问题有必要提供一种新的可饱和吸收体以实现超短脉冲激光输出。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可饱和吸收体，该可饱和吸收体具有优异的性能，基于该可饱和吸收体制得的锁模激光器能够产生稳定且超短脉宽的脉冲锁模激光输出。

为实现上述目的，本发明供的技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种可饱和吸收体，其包括二维形式的Nb₂GeTe₄材料。

第二方面，本发明提供了一种可饱和吸收体器件，其包括光纤及承载于所述光纤的纤芯端面上的可饱和吸收体；其中，所述可饱和吸收体包括二维形式的Nb₂GeTe₄材料。

第三方面，本发明提供了一种可饱和吸收体器件的制备方法，其包括：

制备Nb₂GeTe₄材料；形成二维形式的Nb₂GeTe₄材料作为可饱和吸收体；将所述二维形式的Nb₂GeTe₄材料转移至光纤的纤芯端面，得到可饱和吸收体器件。

在本发明的一个或多个实施方式中，所述制备Nb₂GeTe₄材料，包括：

将铌粉、锗粉、碲粉和输运剂进行配比并混匀，形成混合原料；将所述混合原料真空密封于一容器中；将所述容器置于双温区中通过化学气相运输法生长5～10天，得到块状Nb₂GeTe₄材料。

在本发明的一个或多个实施方式中，所述铌粉、锗粉和碲粉中Nb、Ge和Te的原子比例为1:(0.8～1.2):2。

在本发明的一个或多个实施方式中，所述输运剂选自碘粒、氯化铵、氯化碘、四氯化碲或液溴。

在本发明的一个或多个实施方式中，所述双温区的高温端温度设定为730～780℃，所述双温区的低温端温度设定为600～660℃。

在本发明的一个或多个实施方式中，所述形成二维形式的Nb₂GeTe₄材料，包括：