[实用新型]一种基于二硒化钼可饱和吸收体的被动锁模脉冲激光器

说明书

本实用新型涉及一种基于二硒化钼可饱和吸收体的被动锁模脉冲激光器，该激光器包括半导体激光器、耦合透镜组、Nd:YVO₄晶体、第一平凹镜、第二平凹镜、二硒化钼可饱和吸收体和输出镜；所述半导体激光器产生的连续光中心波长为808 nm，连续光依次经过耦合透镜组和Nd:YVO₄晶体后入射到第一凹面镜，经第一凹面镜反射到达第二凹面镜，然后经反射到第二凹面镜二硒化钼可饱和吸收体，连续光经过二硒化钼可饱和吸收体后，经输出镜输出。该激光器在808 nm的激光照射下具有良好的非线性可饱和吸收特征，可以实现高能量、窄脉冲宽度、高峰值功率的脉冲激光输出。

技术领域

本实用新型涉及一种基于二硒化钼可饱和吸收体的被动锁模脉冲激光器，属于脉冲激光技术领域及非线性光学领域。

背景技术

自从石墨烯被证明可以在空气中稳定存在后，二维材料逐渐因其优异的物化特性而引起了人们的广泛关注，被应用于场效应晶体管、电催化剂及光电器件等领域。然而石墨烯材料虽然有着优异的电子特性，但由于其带隙为零这一缺陷使得石墨烯无法成为高性能、低功率光电材料的首选材料，而同样作为二维材料的过渡金属硫化物由于其较大的间隙及适中的载流子迁移率而成为了高性能光电子器件的理想半导体材料。其中二硒化钼有着良好的化学稳定性，同时又具备着不同的层间距及带隙结构，使得它成为了二维过渡金属硫化物材料领域研究的热点材料其带状可调的宽带半导体相及零带隙金属相结构在半导体电子器件及光电装换器件等方面有着广泛的应用前景。二硒化钼的分子式为MoSe₂，是一种有着类似于石墨烯层状结构的过渡金属硫化物，在性能方面表现为各向异性。二硒化钼材料每层厚度约为0.8 nm，一层钼原子夹在两层硒原子之间，层内的钼原子与硒原子之间以共价键的形式连接，层与层之间则由较弱的范德华力连接形成块状材料，使得二硒化钼可以从块体材料被剥离层状结构而不破坏其层内结构。二硒化钼主要靠人工合成制取，目前常用的方法有机械剥离法、水热法及硒化法等，其自然条件下呈灰色，不溶于水但溶于强酸强碱。二硒化钼的光制发光性与层厚度有着密切的联系，当二硒化钼由块体材料逐渐减薄为单层材料时，其带隙会由间接带隙变成直接带隙并会随着厚度减小带隙宽度逐渐增大。根据第一性原理计算得到，二硒化钼有半导体和金属的不同特性。二硒化钼层状材料的能带结构依赖于层数，当块状材料厚度逐渐减薄为少层材料时，由于二维材料的量子效应，会使材料的电学性能发生显著的改变。二硒化钼有着极窄的带隙并且有着相当高的导电性，其带隙在1.1 eV至1.6 eV这一范围内可调节。二硒化钼层状材料能带带隙是可调节的这一性能使得二硒化钼层状材料可以更好地应用于光电子学器件中。实际应用中，可以通过调节带隙的大小来增加半导体器件的载流子迁移率或者发光二极管器件中的发射效率。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中存在的问题，提供一种在808 nm的激光照射下具有良好的非线性可饱和吸收特征，可以实现高能量、窄脉冲宽度、高峰值功率的脉冲激光输出的激光器。

为了达到上述目的，本实用新型提出的技术方案为：一种基于二硒化钼可饱和吸收体的被动锁模脉冲激光器，包括半导体激光器、耦合透镜组、Nd:YVO4晶体、第一平凹镜、第二平凹镜、二硒化钼可饱和吸收体和输出镜；所述半导体激光器产生的连续光中心波长为808 nm，连续光依次透过耦合透镜组和Nd:YVO4晶体后入射到第一凹面镜，经第一凹面镜反射到达第二凹面镜，然后经反射到第二凹面镜二硒化钼可饱和吸收体，连续光透过二硒化钼可饱和吸收体后，经输出镜输出1064 nm波段的激光。

对上述技术方案的进一步设计为：所述Nd:YVO4晶体朝向半导体激光器的一面镀有808 nm增透膜和1064 nm高反膜，背向半导体激光器的一面镀有1064 nm的增透膜。

所述第一平凹镜镀有808 nm增透膜和有1064 nm高反膜。

所述第二平凹镜镀有1064 nm高反膜。

所述输出镜朝向二硒化钼可饱和吸收体的一面镀有1064 nm高反膜。