我院张华年副教授、付圣贵教授团队在二维材料超快光子学应用方面应邀发表综述文章

发布者:科研工作办公室发布时间:2022-04-25浏览次数:10

  •   近日,我院张华年副教授、付圣贵教授团队应邀在国际权威期刊《Nanophotonics》(影响因子:8.449)上发表题为“Ultrafast photonics applications of emerging 2D-Xenes beyond graphene的综述论文。

   自1960年激光首次出现以来,激光引起了人们的极大关注,并推动了生物医学、光通信、化学、材料加工和军事等领域的进步。近年来,超短脉冲激光器在光纤传感、光调制器、三维光镊和光频梳等领域有着重要的应用。为了实现超短脉冲运行,大多数激光器使用被动锁模技术,即一种称为饱和吸收体的非线性光学元件,将连续波(CW)输出转换成一列脉冲光。要成为一种合适的饱和吸收体,对材料的关键要求是响应时间快、波长范围宽、非线性强、光损耗低、功耗低、成本低、易于集成到激光系统中。非线性光子学是层状材料应用领域中最辉煌的领域之一,这是因为从物理上讲大多数层状材料具有优良的非线性光学特性。在实际需求方面,寻找合适的光学材料一直是是非线性光子学领域一个永恒的主题。基于单元素烯可饱和吸收体的被动锁模技术对研究各种脉冲动力学具有重要意义,包括传统孤子、束缚态孤子、暗孤子、耗散孤子、多波长孤子等各种新型非线性现象,基于单元素烯类可饱和吸收体的超快激光器为超快光子学领域注入了新的活力。

   该综述文章首先概述了近年来二维单元素烯材料作为可饱和吸收体应用于超快光子学领域的发展概况;其次,介绍了二维单元素烯材料的结构和性质;然后,介绍了二维单元素烯的剥离方法及其可饱和吸收体的制备方法,主要包括液相剥离法(LPE)、机械剥离法(ME)、气相沉积法,及其在超快激光系统中的集成方法,如制备可饱和吸收镜(SAM)、三明治结构的可饱和吸收体薄膜、基于拉锥光纤及D型光纤的饱和吸收体;之后,理论分析了二维单元素烯可饱和吸收体的非线性光学特性,其中重点分析了光学克尔效应、利用Z扫描装置测量材料的非线性吸收特性和基于泡利阻塞效应的可饱和吸收特性;最后,系统回顾了基于二维单元素烯可饱和吸收体的超快激光系统中各种孤子现象的研究,包括传统孤子、耗散孤子、多波长孤子、束缚态孤子、暗孤子等各种新型非线性现象。

最后,论文对二维单元素烯材料在超快光子学领域的研究进行了总结与展望。二维单元素烯材料具有显著的可调带隙、由折叠结构引起的超高表体积比以及较高的非线性吸收系数和突出的非线性吸收特性。二维单元素烯材料不仅为超快光子学领域注入了新的活力,在其它各个领域也具有着广泛的应用前景。

  《Nanophotonics》是Walter de Gruyter出版社发行的物理学领域的权威Top期刊,被中科院文献情报中心分在1区。

   本工作受到国家自然科学基金委、山东省自然科学基金委、山东省重点领域研发计划和山东省激光技术与应用重点实验室开放基金资助项目的资助。


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