基于磷化钼量子点的可饱和吸收体及制备方法和锁模光纤激光器

本申请属于光纤激光器，尤其涉及基于磷化钼量子点的可饱和吸收体及制备方法和锁模光纤激光器。

背景技术：

1、在激光研究领域中，包括超快激光、传统的长脉冲或连续激光；与传统的长脉冲或连续激光不同的是，超快激光由于具有超窄脉冲宽度的特点，其脉冲宽度可达皮秒或飞秒级别，甚至更短；超快激光是当前的激光研究重点之一，超快激光在国防军事、医疗、精密加工和制造以及光纤通信等应用领域有着十分重要的作用；近些年来，随着半导体行业快速发展，超快激光所彰显的价值越来越突出，但行业发展的同时也对超快激光的脉冲宽度以及输出稳定性提出了更高的要求。

2、通过锁模技术对激光束进行特殊调制，可以得到超窄的脉冲，锁模技术中的被动锁模具有构造简单、体积小、响应度高等优点，所以商用以及科学研究上通常采用被动锁模技术；被动锁模是利用材料本身的可饱和吸收性质或者光路本身的非线性效应实现各纵模的锁定，不同振幅的纵模在经过可饱和吸收体时，抑制振幅较小的纵模而进一步拉开各纵模的幅度比值，多次振荡后能实现边模抑制的效果以及各纵模间的相位锁定，获得周期性的脉冲序列，实现锁模输出；当前商用的半导体可饱和吸收反射镜(sesam)，存在着制备工艺复杂、成本高以及工作波长范围窄(小于100nm)等缺陷，除了半导体可饱和吸收反射镜紫之外，部分二维纳米材料也可以用于构建可饱和吸收体，然而黑磷等二维纳米材料在常温下的稳定性较低，构建的可饱和吸收体性能不高，因此，目前缺少高性能的可饱和吸收体。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供了基于磷化钼量子点的可饱和吸收体及制备方法和锁模光纤激光器，用于解决现有技术中缺乏高性能的可饱和吸收体的技术问题。

2、本申请第一方面提供了一种基于磷化钼量子点的可饱和吸收体，包括熔锥光纤和磷化钼量子点；

3、所述熔锥光纤的锥腰表面负载所述磷化钼量子点。

4、优选的，所述磷化钼量子点的粒径为1～10nm。

5、优选的，经过拉伸得到的所述熔锥光纤的长度为8mm，锥腰直径为13nm。

6、本申请第二方面提供了一种基于磷化钼量子点的可饱和吸收体的制备方法，可制备第一方面所述基于磷化钼量子点的可饱和吸收体；制备方法包括步骤：

7、步骤s1、将磷化钼量子点溶液滴加在熔锥光纤的锥腰表面，得到浸润磷化钼量子点溶液的熔锥光纤；

8、步骤s2、将磷化钼量子点溶液中的溶剂挥发，磷化钼量子点沉积在熔锥光纤的锥腰表面，得到基于磷化钼量子点的可饱和吸收体。

9、优选的，步骤s1中，所述磷化钼量子点溶液滴加的体积为1～3ml；

10、步骤s2中，所述磷化钼量子点溶液中的溶剂为无水乙醇，挥发的温度为室温。

11、优选的，步骤s1中，所述磷化钼量子点溶液的制备方法包括步骤：

12、步骤s1a、将磷化钼粉末和无水乙醇溶剂混合后进行超声处理，得到磷化钼悬浮液；

13、步骤s1b、将磷化钼悬浮液进行离心处理，得到磷化钼量子点溶液。

14、优选的，步骤s1a中，所述磷化钼粉末的用量为100～300mg，所述无水乙醇溶剂的用量为50～150ml。

15、优选的，步骤s1a中，所述超声处理的频率为20～60khz，功率为200～400w，时间为6～18h，温度为20～30℃；

16、步骤s1b中，所述离心的速率为8000～12000r/min，时长为10～30min，温度为30～40℃。

17、优选的，步骤s1中，所述熔锥光纤的制备方法包括步骤：

18、步骤s11、将光纤两端固定在精密步进电机相对平行设置的光纤钳上；

19、步骤s12、将光纤加热软化后，控制光纤钳向两侧平行移动，得到熔锥光纤。

20、优选的，所述光纤加热软化的温度为1000～1600℃。

21、本申请第三方面提供了一种锁模光纤激光器，包括激光泵浦源、波分复用器、掺铒增益光纤、偏振无关隔离器、基于磷化钼量子点可饱和吸收体、偏振控制器、输出耦合器；

22、所述激光泵浦源、波分复用器的第一输入端、掺铒增益光纤、偏振无关隔离器、基于磷化钼量子点可饱和吸收体、偏振控制器、输出耦合器的第一输出端、波分复用器的第二输入端通过单模光纤连接，构成环形谐振腔。

23、优选的，所述激光泵浦源的波长为980nm的半导体激光源；

24、所述波分复用器的工作波长为980/1550nm。

25、综上所述，本申请提供了基于磷化钼量子点的可饱和吸收体及制备方法和锁模光纤激光器，本申请提供的基于磷化钼量子点的可饱和吸收体是将磷化钼量子点负载到熔锥光纤的锥腰表面制备得到，参与构建锁模光纤激光器中后，作为可饱和吸收体，能够起到幅度自调整作用，抑制激光器连续波，实现脉冲纳秒输出，脉宽为945fs，同时还具有脉冲序列周期均匀、输出稳定性良好的优势，实验结果表明，锁模光纤激光器的锁模脉冲序列稳定，锁模周期为47.71ns，对应重复频率为20.96mhz，是一种性能优异的可饱和吸收体，从而解决现有技术中缺乏高性能的可饱和吸收体的技术问题。

技术特征：

1.一种基于磷化钼量子点的可饱和吸收体，其特征在于，包括熔锥光纤和磷化钼量子点；

2.根据权利要求1所述的一种基于磷化钼量子点的可饱和吸收体，其特征在于，所述磷化钼量子点的粒径为1～10nm。

3.权利要求1-2任一项所述的一种基于磷化钼量子点的可饱和吸收体的制备方法，其特征在于，包括步骤：

4.根据权利要求3所述的一种基于磷化钼量子点的可饱和吸收体的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述磷化钼量子点溶液滴加的体积为1～3ml；

5.根据权利要求3所述的一种基于磷化钼量子点的可饱和吸收体的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述磷化钼量子点溶液的制备方法包括步骤：

6.根据权利要求5所述的一种基于磷化钼量子点的可饱和吸收体的制备方法，其特征在于，步骤s1a中，所述磷化钼粉末的用量为100～300mg，所述无水乙醇溶剂的用量为50～150ml。

7.根据权利要求5所述的一种基于磷化钼量子点的可饱和吸收体的制备方法，其特征在于，步骤s1a中，所述超声处理的频率为20～60khz，功率为200～400w，时间为6～18h，温度为20～30℃；

8.根据权利要求3所述的一种基于磷化钼量子点的可饱和吸收体的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述熔锥光纤的制备方法包括步骤：

9.根据权利要求8所述的一种基于磷化钼量子点的可饱和吸收体的制备方法，其特征在于，所述光纤加热软化的温度为1000～1600℃。

10.一种锁模光纤激光器，其特征在于，包括激光泵浦源、波分复用器、掺铒增益光纤、偏振无关隔离器、基于磷化钼量子点可饱和吸收体、偏振控制器、输出耦合器；

技术总结
本申请属于光纤激光器技术领域，尤其涉及基于磷化钼量子点的可饱和吸收体及制备方法和锁模光纤激光器；本申请提供的基于磷化钼量子点的可饱和吸收体构建锁模光纤激光器后，能起到幅度自调整作用，抑制激光器连续波，实现脉冲纳秒输出，具有脉冲序列周期均匀、输出稳定性良好的优势，说明本申请提供的基于磷化钼量子点的可饱和吸收体，是一种性能优异的可饱和吸收体，从而现有技术中缺乏高性能的可饱和吸收体的技术问题。

技术研发人员：龙慧,陈敏清,董华锋,张欣,吴福根
受保护的技术使用者：广东工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12