刘晓娟副教授团队在《Nanomaterials》上发表研究论文

近日，《Nanomaterials》（IF: 5.076）在线报道了我院刘晓娟副教授及合作者在光纤激光技术领域的重要进展。原文链接：https://doi.org/10.3390/nano12030564。

随着科技的发展，各个领域对高输出功率、大脉冲能量超快光纤激光器提出了更高的要求，一直是科研人员努力的重点和热点。材料领域特别是二维材料日新月异的发展，为超快激光器提供了丰富的性能优良的可饱和吸收体。

其中，研究发现二维材料铁磁绝缘体具有独特的铁磁特性、光电特性，近年来在超快光子学领域引起了极大的研究兴趣。其中Cr₂Si₂Te₆表现出典型的层状、近二维六角形结构；其非线性可饱和吸收特性与传统可饱和吸收体——过渡金属硫化物近似相等；其间接带隙值为 0.6 eV，适用于可见光到中红外波长范围内的应用。基于以上分析，铁磁绝缘体Cr₂Si₂Te₆的可饱和吸收特性值得期待与深入研究。

我校物理与光电工程学院刘晓娟副教授指导研究生洪之峰、蒋习雯、张美霞等人制备了Cr₂Si₂Te₆纳米片，并将其用作高功率、大脉冲能量锁模掺铒光纤（EDF）激光器中的可饱和吸收体（SA）。在总腔长为240 m的情况下，实现了最大脉冲能量高达244.76 nJ、重复频率为847.64 kHz的稳定锁模工作。经过对光纤激光器环形腔的计算与优化，在适度牺牲平均输出功率的前提下，通过降低光纤激光器输出锁模脉冲频率的办法，实现了提升单脉冲能量的设计初衷。理论与实验完全吻合。当腔长最终被延伸至390 m时，实验所能获得的最大脉冲能量相应地被成功提升至325.50 nJ。据我们所知，这是迄今为止通过二维（2D）材料可饱和吸收体（SA）在锁模光纤激光器中实现的最大脉冲能量。这项工作一方面为锁模光纤激光器产生大脉冲能量的研究向前迈进了一步，另一方面，充分证明了铁磁绝缘体Cr2Si2Te6具有优良的非线性可饱和吸收性能、在开放环境中的抗氧化性能以及优异的热稳定性。丰富了对二维材料的研究与认识。