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山东工业大学最新研究:ti3c 2T x在C波段掺铒光纤激光器中的应用

论论资讯 | 2023-04-20 2热度

Optics and Laser Technology

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Application of Ti<sub>3</sub>C<sub>2</sub>T<sub>x</sub> in a C band Er-doped fiber laser

Lu C.; Sun S.; Fan W.; Han Y.; Li S.; Wang G.; Zhang W.; Bai C.; Ding J.; Zhang H.; Fu S.

Published:2023-08-01
DOI:10.1016/j.optlastec.2023.109455

研究背景

在当今社会,光纤激光器已经成为许多领域必不可少的设备,例如通信、医学和材料加工等。然而,现有的光纤激光器在一些方面,如脉冲宽度和能量等方面,还存在一些问题,需要进一步研究和改进。

研究内容

最近,一篇发表在《Optics and Laser Technology》期刊上的论文引起了广泛关注。该论文介绍了一种名为Ti<sub>3</sub>C<sub>2</sub>T<sub>x</sub>的新型材料,该材料具有优异的光电特性。研究人员使用水酸性蚀刻法和氢氟酸和Ti<sub>3</sub>AlC<sub>2</sub>制备了Ti<sub>3</sub>C<sub>2</sub>T<sub>x</sub>粉末,并通过液相剥离法制备了Ti<sub>3</sub>C<sub>2</sub>T<sub>x</sub>纳米片。研究人员还探索了自制的2D Ti<sub>3</sub>C<sub>2</sub>T<sub>x</sub>饱和吸收材料的非线性饱和吸收性质。接着,他们基于自制的Ti<sub>3</sub>C<sub>2</sub>T<sub>x</sub>饱和吸收材料,通过Er掺杂光纤激光器记录了Q开关脉冲、传统孤子脉冲和孤子分子脉冲。Q开关操作的最小脉冲宽度为1.95微秒,最大单脉冲能量约为46.52纳焦耳。重复频率的可调范围为48.27千赫至90.52千赫。通过改变腔体的偏振状态,在低泵浦阈值下可以观察到传统的孤子。光谱带宽为4.69纳米,对应的脉冲宽度约为1.28皮秒。当泵浦功率超过220毫瓦,重复频率为19.63兆赫时,可以得到孤子分子输出。Q开关和锁模操作的信噪比分别为43分贝和78分贝。这项工作表明,Ti<sub>3</sub>C<sub>2</sub>T<sub>x</sub>具有良好的非线性特性,在超快光学调制器的应用中具有巨大的潜力。

研究意义

这项研究的创新点在于,研究人员首次探索了Ti<sub>3</sub>C<sub>2</sub>T<sub>x</sub>的非线性饱和吸收性质,并在光纤激光器中应用了这种新型材料。通过这项研究,人们可以更好地理解Ti<sub>3</sub>C<sub>2</sub>T<sub>x</sub>的性质和应用前景,为光学调制器的研发提供了新思路和方法。这项研究对于提高光纤激光器的性能,推动光学通信和材料加工等领域的发展具有重要的意义。

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