二硫化钨光纤器件

二硫化钨光纤器件结合二硫化钨与光纤,具有极高的光响应特性。在我国光纤器件行业快速成长的这一阶段,它引起了厂商的极大关注。

二硫化钨具有层内强共价键及层间弱范德瓦尔斯力结合在一起的结构,同时拥有近红外和可见光区的本征能量带隙。二硫化钨对光具有饱和吸收特性,当厚度减至单层时,它呈现出直接能量带隙,更易与光相互作用。因此,二硫化钨被认为是实现新型光电器件最理想的材料之一。

以下是二硫化钨光纤器件研发的几个实例:

(1)2015年,深圳大学Peiguang Yan等研究的基于二硫化钨饱和吸收效应的超高速锁模激光器,实验装置如下图所示。二硫化钨薄膜附着在可饱和吸收器上,实现稳定的锁模泵浦光功率为54mW,脉冲持续时间为675fs。实验表明可饱和吸收系统和二硫化钨薄膜状态呈现非线性关系。

二硫化钨超高速锁模激光器图片

(2)2015年,韩国延世大学R. Khazaeinezhad和亚洲大学H. Jeong等人研究的基于二硫化钨的超快脉冲全光纤激光器,实验装置如图所示。可饱和吸收器中直径为10μm的锥形光纤,脉冲持续时间为369fs,脉冲的3dB带宽为7.5nm;另一方面直径为15μm的光纤,脉冲持续时间为563fs,脉冲3dB带宽为5.2nm。它表明锥形光纤的直径越小,光谱中超快脉冲宽带更宽。

二硫化钨超快脉冲全光纤激光器图片

(3)2016年,暨南大学关贺元等人研究了基于二硫化钨的全光纤湿度传感器。实验主要将二硫化钨沉积在侧边抛磨光纤上,放在恒温恒湿器中,用1550nm激光器作为信号光通过传感器,再用光功率计记录输出功率的变化。该传感器在相对湿度为35%-85%的范围内光功率变化为6Db,并具有良好的重复性和可逆性,以及对呼吸刺激的快速反应。

 

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