一种基于Cr2Si2Te6的可饱和吸收体及其制备方法与流程

一种基于cr2si2te6的可饱和吸收体及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及被动锁模光纤激光器技术领域，具体为一种基于cr2si2te6的可饱和吸收体及其制备方法。


背景技术：

2.与传统固体激光器相比，脉冲光纤激光器具有体积小，集成度高，制造成本低，散热效果好，光束质量高等优点，其中超短脉冲光纤(皮秒、飞秒量级)激光器是激光器研究领域的一个重要组成部分，相对于长脉冲(微米、纳秒量级)的激光，超短脉冲激光在使用过程中对加工材料周围的热损伤很小，是一种超精密加工工具。因此，超短脉冲光纤激光器，在非线性光学、光通讯、精密加工、生物医疗、国防安全等领域具有极其重要的作用。
3.按锁模方式，可将锁模激光器分为主动与被动锁模激光器。主动锁模技术需利用电光或声光调制元件，使相邻纵模间相位差恒定，从而实现锁模脉冲输出，被动锁模技术的基本原理是利用可饱和吸收体本身的非线性可饱和吸收特性，当光源通过可饱和吸收体后，光束边缘部分的损耗要大于中央部分，导致脉冲变窄，从而获得超短脉冲激光输出，可饱和吸收体是超短脉冲光纤激光器的核心元件。目前锁模激光器所用的可饱和吸收元件主要仍是半导体可饱和吸收镜，但半导体可饱和吸收镜仍存在很多缺陷，如制备方法复杂、工作带宽窄、恢复时间长等。因此，寻求性能优异的可饱和吸收体是当前研究的重要方向。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于cr2si2te6的可饱和吸收体及其制备方法，解决了背景技术中提到的问题。
5.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于cr2si2te6的可饱和吸收体及其制备方法，包括以下步骤：
6.步骤1、将100mgcr2si2te6粉末加入100ml乙醇溶液中超声剥离，获得cr2si2te6分散液，将所得cr2si2te6分散液离心，得到cr2si2te6纳米片分散液；
7.步骤2、将步骤1所得cr2si2te6纳米片分散液取20ml加入到20mlpva溶液中，超声混合均匀，并均匀涂抹到蓝宝石衬底上，经干燥形成cr2si2te6/pva复合薄膜；
8.步骤3、将步骤2所得cr2si2te6/pva复合薄膜从蓝宝石衬底剥离，裁剪成小片后将其夹在两光纤跳线端面，并用法兰头连接，构成“三明治”结构，形成基于cr2si2te6的可饱和吸收体。
9.优选的，所述步骤1中，所述cr2si2te6粉末的质量为100mg,乙醇溶液的体积为100ml。
10.优选的，所述步骤1中，所述乙醇溶液中水和无水乙醇的体积比为7：3。
11.优选的，所述步骤1中，所述超声功率为360w，超声剥离的时间为8h，离心的速率为2500rpm，离心时间为1h。
12.优选的，所述步骤2中，所述cr2si2te6纳米片分散液与pva溶液的体积比为1:1，所
述聚乙烯醇溶液的浓度为5wt.％。
13.优选的，所述步骤2中，所述干燥温度为30℃，干燥时间为24h。
14.优选的，所述步骤3中，所述cr2si2te6/pva复合薄膜裁剪所得小片的有效面积为1
×
1mm2。
15.优选的，一种应用基于cr2si2te6的可饱和吸收体及其制备方法的高阶孤子锁模脉冲光纤激光器，包括由泵浦激光器、980/1550nm波分复用器、掺杂光纤、基于cr2si2te6的可饱和吸收体，1550nm偏振无关光隔离器、偏振控制器、光纤耦合器、单模光纤依次首尾相连而构成的环形腔光纤激光器，所述泵浦激光器通过光纤连接至波分复用器。
16.优选的，所述掺杂光纤为10m长的掺铒光纤。
17.优选的，所述光纤耦合器的分光比为2:8，20％端口作为输出端口。
18.本发明与现有技术相比具备以下有益效果：本发明中基于cr2si2te6的可饱和吸收体，结构简单，稳定性良好，可得到稳定性良好的被动锁模脉冲，制作工艺简单，制备成本低，利于大规模生产和商业化应用，高阶孤子锁模光纤激光器，输出高阶孤子脉冲，性能稳定，抗干扰能力强，工作在1.5μm波段，符合当前通信领域的波长需求。
附图说明
19.图1为本发明可饱和吸收体的制备过程示意图；
20.图2为本发明高阶孤子锁模脉冲激光器结构示意图；
21.图3为本发明高阶孤子锁模脉冲输出结果的光谱图；
22.图4为本发明高阶孤子锁模脉冲输出结果的脉冲序列图；
23.图5为本发明高阶孤子锁模脉冲输出结果的输出功率随泵浦功率变化图；
24.图6为本发明高阶孤子锁模脉冲输出结果的光谱随泵浦功率变化图。
25.图中：1、泵浦激光器；2、980/1550nm波分复用器；3、掺铒光纤；4、可饱和吸收体；5、1550nm偏振无关光隔离器；6、偏振控制器；7、光纤耦合器；8、单模光纤。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本实用发明例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种基于cr2si2te6的可饱和吸收体及其制备方法，包括以下步骤：
28.步骤1、将100mgcr2si2te6粉末加入100ml乙醇溶液中超声剥离，获得cr2si2te6分散液，将所得cr2si2te6分散液离心，得到cr2si2te6纳米片分散液；
29.步骤2、将步骤1所得cr2si2te6纳米片分散液加入到pva溶液，超声混合均匀，并均匀涂抹到蓝宝石衬底上，经干燥形成cr2si2te6/pva复合薄膜；
30.步骤3、将步骤2所得cr2si2te6/pva复合薄膜从蓝宝石衬底剥离，裁剪成小片后将其夹在两光纤跳线端面，并用法兰头连接，构成“三明治”结构，形成基于cr2si2te6的可饱和吸收体。
31.步骤1中，cr2si2te6粉末的质量为100mg，乙醇溶液的体积为100ml。
32.步骤1中，乙醇溶液中水和无水乙醇的体积比为7：3。
33.步骤1中，超声功率为360w，超声剥离的时间为8h，离心的速率为2500rpm，离心时间为1h。
34.步骤2中，的cr2si2te6纳米片分散液与pva溶液的体积比为1:1，聚乙烯醇溶液的浓度为5wt.％。
35.步骤2中，的干燥温度为30℃，干燥时间为24h。
36.步骤3中，的cr2si2te6/pva复合薄膜裁剪所得小片的有效面积为1
×
1mm2。
37.从图3可以看出，特征光谱图具有陡峭的kelly边带，所以输出脉冲为高阶传统孤子脉冲，光谱宽度为1.39nm，从图4可以看出，脉冲重复频率为15.93mhz，对应脉冲在腔内传输一周的时间为62.78ns，从图5可以看出输出功率与泵浦功率成明显的线性关系，从图6可以看出，随泵浦功率增加，光谱中心波长始终稳定在1566.43nm，变化不大，说明激光器稳定性很好。
38.一种应用基于cr2si2te6的可饱和吸收体及其制备方法的高阶孤子锁模脉冲光纤激光器，包括由泵浦激光器1、980/1550nm波分复用器2、掺杂光纤3、基于cr2si2te6的可饱和吸收体4，1550nm偏振无关光隔离器5、偏振控制器6、光纤耦合器7、单模光纤8依次首尾相连而构成的环形腔光纤激光器，泵浦激光器1通过光纤连接至980/1550nm波分复用器2，且光纤耦合器7包括连接至输出光光纤的输出端。
39.掺杂光纤3为10m长的掺铒光纤。
40.光纤耦合器7的分光比为2:8，20％端口作为输出端口。
41.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
42.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。