用于脉冲激光的黑磷-聚合物复合材料

黑磷因其直接带隙和近红外波段的强共振吸收而成为极具前景的电信材料。然而，依赖黑磷中超快光载流子动力学和光学非线性的超快非线性光子应用仍未被探索。本工作中，我们研究溶液剥离黑磷的非线性光学性质，并展示将黑磷用作光纤激光器中高能脉冲生成的新可饱和吸收体。为避免黑磷氧化和降解，我们将其封装在感兴趣光谱范围内光学透明的聚合物基质中形成复合材料。展示了两种制备黑磷-聚合物复合薄膜的方法，并进一步将其作为非线性介质嵌入光纤激光腔。黑磷展现极快载流子动力学，黑磷-聚合物复合材料调制深度为 10.6%。实现了高度稳定的调 Q 脉冲生成，并展示了 ~194 nJ 的单脉冲能量。此类黑磷-聚合物复合薄膜的易操作性为光学传感、信号处理和光调制等更广泛应用提供了新机遇。