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石墨烯与激光(二)
发布日期:2015-06-06

  2、石墨烯材料有望蕴育出新型宽带激光器

  德国亥姆霍兹德累斯顿罗森多夫研究中心(HZDR)领导的国际研究小组,在强磁场作用下,对石墨烯中电子的动力学研究有望促进新型宽带激光器的研制。

  研究人员将石墨烯放置在4特斯拉的磁场内,在磁场的作用下,迫使材料中的电子形成特定的能级,该能级被称为朗道能级。随后,研究人员用自由电子激光器对这些能级进行了研究。博士生Martin Mittendorff说:“激光脉冲激发电子,使它跃迁到特定的朗道能级。然后,用有时间延迟的脉冲来探测该系统如何运作。”研究人员发现,激光泵浦了一些新电子进入朗道能级,然后这些朗道能级又以意想不到的方式逐渐被掏空。他们认为这是由电子间的碰撞导致的。

  Stephan Winnerl博士做了一个类比来解释这个过程:“想象一下,一个图书馆管理员整理一个三层书架上的图书,她一次放置一本书,把在书架较低搁板的书放到中间搁板。她的儿子也一起‘帮’她整理,每次从中间搁板拿两本书,一本放在顶部搁板,一本放在较低的搁板上。她的儿子非常希望中间搁板上放置的书的数量减少,即使中间隔板正是他妈妈希望放满书的搁板。”Winnerl说研究人员并不希望这个被称为俄歇散射的效应太强或者耗散掉能级上的电子。

  将石墨烯放置在磁场中发现了很多效应,电子在这种体系中的动力学之前并没有被研究过。研究人员认为他们发现的这个现象具有实现激光的可能性,而且产生的激光波长在红外和太赫兹范围可以任意调谐。

  Winnerl说:“很长一段时间以来,这种朗道能级激光器被认为是无法实现的。但是现在,利用石墨烯,半导体物理学家的梦想有可能会变为现实。”

  3、石墨烯或将取代SESAM成为飞秒光纤激光器核心材料

  飞秒光纤激光器的应用领域非常广阔,包括激光成像、全息光谱及超快光子学等科研应用,以及激光材料精细加工、激光医疗(如眼科手术)、激光雷达等领域。传统的飞秒光纤激光器核心器件——半导体饱和吸收镜(SESAM)采用半导体生长工艺制备,成本很高,且技术由国外垄断。

  在飞秒光纤激光器领域,石墨烯被认为是取代SESAM的最佳材料。2010年诺贝尔物理学奖获得者撰文预测石墨烯飞秒光纤激光器有望在2018年左右产业化。要实现真正的产业化,需要解决高质量石墨烯制备、大规模低成本石墨烯转移、石墨烯与光场强相互作用、石墨烯饱和吸收体封装以及激光功率稳定控制等一系列关键技术。泰州巨纳新能源有限公司经过多年持续研究,成功攻克了这些关键技术,率先实现了石墨烯飞秒光纤激光器的产品化,主要性能指标均高于同类产品,具有很高的性价比和很强的市场竞争能力。

 

    来源:激光网http://laser.ofweek.com/2015-05/ART-240001-8420-28961281_3.html

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