[发明专利]基于管状和层状纳米材料混合的可饱和吸收体及其激光器

权利要求书

1.一种基于管状和层状纳米材料混合的可饱和吸收体，其特征在于，所述可饱和吸收体包括碳纳米管-石墨烯-二硫化钨/聚乙烯醇薄膜、两个光纤跳头和光纤套管，所述碳纳米管-石墨烯-二硫化钨/聚乙烯醇薄膜设于其中一个光纤跳头的端面上，中间连接在光纤套管，与另一个光纤跳头的端面组成为三明治结构。

2.根据权利要求1所述的可饱和吸收体，其特征在于，所述碳纳米管、石墨烯和二硫化钨的质量比为7:2:1.25。

3.一种权利要求1所述的基于管状和层状纳米材料混合的可饱和吸收体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将碳纳米管和分散剂溶解于水中，超声处理得碳纳米管分散液；将石墨烯和分散剂溶解于水中，超声处理得石墨烯分散液；将二硫化钨溶解于溶剂中，超声处理得二硫化钨分散液；将上述碳纳米管溶液、石墨烯溶液和二硫化钨溶液混合，离心处理后得分层的混合溶液，取上层清液为碳纳米管-石墨烯-二硫化钨的混合溶液；

(2)将聚乙烯醇水溶液加入到碳纳米管-石墨烯-二硫化钨的混合溶液中，搅拌混合得到均匀的碳纳米管-石墨烯-二硫化钨/聚乙烯醇分散液；

(3)将碳纳米管-石墨烯-二硫化钨/聚乙烯醇分散液旋涂后干燥并蒸发，得半透明的碳纳米管-石墨烯-二硫化钨/聚乙烯醇薄膜；

(4)将碳纳米管-石墨烯-二硫化钨/聚乙烯醇薄膜切割为正方形片，将所得正方形片放在一个光纤跳头的端面上，中间连接在光纤套管，与另一光纤跳头端面组成一个三明治结构，即得可饱和吸收体。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述溶剂为水和乙醇的混合溶液，所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠或脱氧胆酸钠。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述聚乙烯醇水溶液的质量分数为1-3wt％，聚乙烯醇水溶液与碳纳米管-石墨烯-二硫化钨的混合溶液的体积比为1-2:1。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述碳纳米管-石墨烯-二硫化钨/聚乙烯醇薄膜的厚度为0.1±0.05mm，步骤(4)中，所述正方形片的尺寸为1mm×1mm。

7.一种包含权利要求1所述的基于管状和层状纳米材料混合的可饱和吸收体的宽带超快光纤激光器，其特征在于，包括：激光器包括泵浦源、三合一器件WTI、掺铒光纤EDF、权利要求1所述的可饱和吸收体、色散补偿光纤DCF和单模光纤，所述三合一器件WTI由波分复用器、耦合器和隔离器组成。

8.根据权利要求7所述的宽带超快光纤激光器，其特征在于，所述激光二极管泵浦源的中心波长为974nm；所述三合一器件WTI内的耦合器包含10％输出端和90％输出端，三合一器件WTI内的Tap端和Signal端尾纤均为普通单模光纤SMF-28e；所述激光器腔内单模光纤总长度为16.2m；所述掺铒光纤的型号为EDFL-980-HP，长度为5.6m；所述色散补偿光纤长度为2.3m。

9.根据权利要求7所述的宽带超快光纤激光器，其特征在于，所述三合一器件WTI、掺铒光纤EDF、权利要求1所述的可饱和吸收体、色散补偿光纤DCF、单模光纤依次相连构成宽带超快激光器的谐振腔；所述激光二极管泵浦源的泵浦激光由三合一器件WTI内波分复用器的980nm输入端耦合进入谐振腔，所述三合一器件WTI内10％输出用作数据的测量，剩余的90％继续在激光腔内运转。

10.根据权利要求7所述的宽带超快光纤激光器，其特征在于：所述激光器能够实现稳定且具有3dB带宽为11.29nm的耗散孤子锁模，耗散孤子的中心波长为1563nm。