Sammensatte 2D-materialer til fiberlasere viser lovende ultrahurtige optiske applikationer

Todimensionelle (2D) materialer har tiltrukket sig betydelig opmærksomhed i de seneste år på grund af deres unikke elektroniske, optiske og mekaniske egenskaber. Disse materialer har potentialet til at revolutionere en lang række teknologier, herunder fiberlasere.

Fiberlasere er en type laser, der bruger en optisk fiber som forstærkningsmedium. De tilbyder en række fordele i forhold til traditionelle lasere, såsom høj effektivitet, kompakt størrelse og fleksibilitet. Fiberlasers ydeevne er dog begrænset af forstærkningsmediets egenskaber.

Sammensatte 2D-materialer tilbyder en række potentielle fordele for fiberlasere. Disse materialer kan bruges til at skabe forstærkningsmedier med høje brydningsindekser, lavt tab og bred båndbredde. De kan også bruges til at skabe mættede absorbere, som bruges til at styre udgangseffekten af ​​fiberlasere.

I en nylig undersøgelse påviste forskere fra University of Southampton og National Physical Laboratory i Storbritannien brugen af ​​sammensatte 2D-materialer i en fiberlaser. Forskerne brugte en sammensætning af grafen og hexagonal bornitrid (h-BN) til at skabe et forstærkningsmedium med et højt brydningsindeks og lavt tab. Laseren producerede pulser med en varighed på 100 femtosekunder, hvilket er væsentligt kortere end pulserne produceret af traditionelle fiberlasere.

Forskerne mener, at sammensatte 2D-materialer har potentialet til at revolutionere fiberlasere. Disse materialer giver en række fordele i forhold til traditionelle forstærkningsmedier, og de kan bruges til at skabe lasere med en lang række egenskaber. Dette kunne åbne op for nye muligheder for anvendelser inden for ultrahurtig optik, såsom telekommunikation, medicinsk billeddannelse og spektroskopi.

Fordele ved sammensatte 2D-materialer til fiberlasere

Sammensatte 2D-materialer tilbyder en række fordele for fiberlasere, herunder:

* Højt brydningsindeks: Et materiales brydningsindeks er et mål for, hvor meget lys der bøjes, når det passerer gennem materialet. Et højt brydningsindeks er ønskeligt for fiberlasere, fordi det muliggør en mere effektiv kobling af lys ind i fiberen.

* Lavt tab: Tabet af lys i en fiberlaser er en væsentlig faktor, der begrænser dens ydeevne. Sammensatte 2D-materialer har lavt tab, hvilket betyder, at de kan bruges til at skabe lasere med høj udgangseffekt.

* Bred båndbredde: Båndbredden af ​​en fiberlaser er et mål for rækkevidden af ​​bølgelængder, som laseren kan udsende. Sammensatte 2D-materialer har en bred båndbredde, hvilket betyder, at de kan bruges til at skabe lasere, der kan udsende en bred vifte af farver.

* Mættet absorption: Mættelig absorption er en egenskab ved materialer, der gør det muligt for dem at absorbere lys ved lave intensiteter, men bliver gennemsigtige ved høje intensiteter. Denne egenskab er afgørende for at skabe lasere, der kan producere korte lysimpulser.

Anvendelser af sammensatte 2D-materialer til fiberlasere

Sammensatte 2D-materialer har potentiale til at blive brugt i en bred vifte af applikationer til fiberlasere, herunder:

* Telekommunikation: Fiberlasere bruges i en række forskellige telekommunikationsapplikationer, såsom optiske forstærkere og bølgelængdekonvertere. Sammensatte 2D-materialer kunne bruges til at forbedre ydeevnen af ​​disse enheder ved at give højere forstærkning, lavere tab og bredere båndbredde.

* Medicinsk billeddannelse: Fiberlasere bruges i en række medicinske billedbehandlingsapplikationer, såsom optisk kohærenstomografi (OCT) og fotoakustisk billeddannelse. Sammensatte 2D-materialer kunne bruges til at forbedre opløsningen og følsomheden af ​​disse enheder ved at give højere forstærkning, lavere tab og bredere båndbredde.

* Spektroskopi: Fiberlasere bruges i en række forskellige spektroskopiapplikationer, såsom Raman-spektroskopi og fluorescensspektroskopi. Sammensatte 2D-materialer kunne bruges til at forbedre følsomheden og selektiviteten af ​​disse enheder ved at give højere forstærkning, lavere tab og bredere båndbredde.

Konklusion

Sammensatte 2D-materialer tilbyder en række potentielle fordele for fiberlasere. Disse materialer kan bruges til at skabe lasere med højere forstærkning, lavere tab, bredere båndbredde og mættelig absorption. Dette kunne åbne op for nye muligheder for anvendelser inden for ultrahurtig optik, såsom telekommunikation, medicinsk billeddannelse og spektroskopi.