近期，中國科學院上海光學精密機械研究所薄膜光學實驗室在寬帶激光調(diào)制材料方面取得進展。相關成果以“Broadband 1T－polytype tantalum disulfide saturable absorber for solid－state bulk lasers”為題發(fā)表于Photonics Research。

1T－TaS2是一種典型的強關聯(lián)電子材料，其0．2eV的窄帶隙彌補了零帶隙石墨烯和大部分較寬帶隙二維光學材料之間的空白。結(jié)合它的較強光吸收，高載流子濃度和高遷移率，1T－TaS2在寬帶光電子器件的應用方面具有相當大的潛力。

研究人員通過改進化學氣沉積法制備了厚度可控的1T－TaS2低維薄膜材料，通過瞬態(tài)吸收光譜和Z－scan技術(shù)對1T－TaS2薄膜在400－1100nm范圍內(nèi)的超快載流子動力學和515－2500nm范圍內(nèi)的非線性光學吸收響應進行了系統(tǒng)研究，發(fā)現(xiàn)其具有較快的光生載流子復合壽命和寬波段（0．5－2．5μm）飽和吸收現(xiàn)象。在1030 nm激光輻照下，1T－TaS2薄膜的非線性吸收系數(shù)為－22．60 ± 0．52 cm MW－1，優(yōu)于類似實驗條件下其他典型的二維可飽和吸收材料（如石墨烯、黑磷、二硫化鉬等）。 基于以上優(yōu)異的非線性光學性能，制備了1T－TaS2可飽和吸收體，在1－2μm范圍內(nèi)實現(xiàn)了多種波長的被動調(diào)Q脈沖激光輸出。

以1T－TaS2為代表的強相關材料為光電材料提供了一種獨特的材料體系，有望為寬波段尤其是中紅外波段脈沖激光器提供性能優(yōu)異的新型光學材料和激光調(diào)制器件。

該工作得到了國家重點研發(fā)計劃項目、國家自然科學基金、中國博士后科學基金、中科院特別研究助理資助項目的支持。

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