[发明专利]宽波段的可饱和吸收体及多孤子态激光器

说明书

本申请公开了宽波段的可饱和吸收体及多孤子态激光器。本申请的第一方面，提供二维硫化锗在可饱和吸收体材料、可饱和吸收体器件、激光器和设备中的应用。根据本申请实施例的应用，至少具有如下有益效果：申请人在实验过程中发现，GeS二维材料具有1.6eV左右的窄带隙，并且带隙大小可以通过外部应变调谐，因而推测其具有宽波段的可饱和吸收性，并通过实验证实了基于GeS二维材料的可饱和吸收体器件的宽波段响应性。进一步以基于GeS二维材料制成可饱和吸收体器件的激光器对于高泵浦功率耐受性好，在高泵浦功率下会发生脉冲分裂，导致多脉冲锁模和谐波锁模，产生多孤子态现象，从而使这一激光器具有一定的研究价值和应用价值。

技术领域

本申请涉及脉冲激光技术领域，尤其是涉及一种宽波段的可饱和吸收体及多孤子态激光器。

背景技术

激光器产生的超短脉冲在通信、探测、机械加工和生物医药等领域有着广泛应用。固体激光器和光纤激光器都可以获得高质量的超短脉冲。其中，固体激光器面临价格高、调节复杂、稳定性差、温湿度要求苛刻等一系列问题，相比之下，光纤激光器具备价格便宜、可高度集成、稳定性良好、环境兼容性好、方便准直输出等优势，已经成为领域内研究的热点。光纤激光器中产生脉冲激光的技术包括主动锁模和被动锁模，被动锁模技术可以产生更短的脉冲，且无需主动调节，具有更广阔的应用前景。在被动锁模技术中，基于饱和吸收体实现超短脉冲是目前的一种主要方法。该方法的原理在于，光脉冲通过可饱和吸收体时，脉冲中心处能量高的光被透射，而脉冲边缘部分能量低的损耗更大，形成窄化的光脉冲而锁模。

作为一个典型的非线性光学系统，被动锁模光纤激光器能够可展现出多种复杂的孤子脉冲动力学状态，比如耗散孤子、孤子雨、爆炸孤子、呼吸孤子、脉动孤子、光学怪波等。多孤子态脉冲可以重组本身位置，最终形成谐波锁模，从而能够获得高重复频率的脉冲输出，具有一定的研究价值和应用价值。然而，多孤子态的产生受材料的损伤阈值、激光谐振腔的色散积累、材料对高泵浦功率的耐受以及调制深度等多种因素的综合影响。例如，部分可饱和吸收体在高泵浦功率下会失锁进而导致多孤子态的消失。另一方面，大多材料的响应波段窄，例如二硫化钼仅适用于可见光区域，黑磷仅适用于近红外波段，限制了各种可饱和吸收体材料的应用潜力。因此，有必要提供一种对高泵浦功率耐受、同时响应波段较宽的可饱和吸收体，在高泵浦功率下仍可展现多孤子态，实现多脉冲锁模和谐波锁模。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种宽波段的可饱和吸收体及多孤子态激光器。这一可饱和光吸收体对高泵浦功率耐受，同时响应波段较宽，而该多孤子态激光器可以在高泵浦功率下实现多脉冲锁模和谐波锁模。

本申请的第一方面，提供二维硫化锗在以下a1)～a8)中任一种的应用：

a1)可饱和吸收体材料；

a2)包括a1)所述可饱和吸收体材料的可饱和吸收体器件；

a3)包括a1)所述可饱和吸收体材料的激光器；

a4)包括a2)所述可饱和吸收体器件的激光器；

a5)包括a1)所述可饱和吸收体材料的设备；

a6)包括a2)所述可饱和吸收体器件的设备；

a7)包括a3)所述激光器的设备；

a8)包括a4)所述激光器的设备。

根据本申请实施例的应用，至少具有如下有益效果：