石墨烯特性及其在激光器上的应用
时间:2019-09-06 12:54 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 摘要:石墨烯作为一种新型的碳材料，拥有独特的结构和光学性能，它卓越的可饱和吸收性和非线性光学特性，使其成为新型激光器的宠儿。到目前为止，许多和石墨烯整合到一起的激光器已经研制成功并展现了它们优秀的功能。经阅读多方面相关资料，本论文着重介绍了石墨烯的光学特性和它常用的制备方法，及其它在各种激光器上的应用，简略讲述石墨烯常用的表征办法，展望了石墨烯在激光器上应用的研究方向。40524 毕业论文关键词:石墨烯；激光器；光学性质；应用 Graphene Propertise and Its Application in Laser Abstract：Graphene as a kind of new carbon material, has unique structure and optical properties, its excellence of saturable absorption and nonlinear optical properties, make its become the darling of the new type laser. So far, many and graphene together laser has been successfully developed and showed their good function. I read a lot of relevant data, this paper emphatically introduces the optical properties of graphene and its commonly used preparation methods, and other applications in all kinds of laser, a brief about graphene characterization methods in common use, prospects the research direction of the application of graphene on the laser. Key word: Graphene; Laser; Optical Properties; Applications 目 录 摘要 1 引言 1 1.石墨烯简介 2 1.1石墨烯的特性 2 1.2 石墨烯特殊的光学性质 2 1.3石墨烯的表征 5 1.4 石墨烯常用的制备方法 6 1.5石墨烯材料的研究意义 8 2. 石墨烯在激光器上的应用 8 2.1普通激光器的特性参数 8 2.2基于石墨烯的锁模光纤激光器 9 2.3基于石墨烯的调Q光纤激光器 10 2.4石墨烯在固体激光器上的应用 11 3. 总结石墨烯在激光器上的应用及展望 12 参考文献 13 致谢词 16 石墨烯特性及其在激光器上的应用引言 二十世纪的科学技术迅猛发展，其中激光器对人们的生活产生了很大的影响，它不同于普通光源的发光原理使其拥有优异的特性：亮度高、颜色纯净、能够产生显著的干涉现象、准直度高。它所具备的优点使激光广泛出现在我们的生活中。例如我们可以利用激光快速的传输速度和频率，来传递大量的信息；利用激光超强度辐射，能够使用其工业焊接技能。如此超群的能力令激光在它被应用到的领域大展拳脚。到目前为止激光已经无处不在了。 石墨烯的能带结构比较特殊，因为它的物理结构和能级特征与众不同，仅仅几年时间内就已经在激光器、复合材料、储氢等方面有了很大的发展。石墨烯之所以被认为是前途无量的可饱和吸收体，是因为它的光学响应谱宽、调制深度大、吸收阈值低的特点。近四年时间，把石墨烯应用到激光器上的研究不断增加，如此情景也促使超快激光方面的研究发展迅速。如今把石墨烯整合到激光器上的例子屡见不鲜，一般都将其充当可饱和吸收体，再结合光的色散原理，成功生产了超短脉冲激光器，实现了激光器输出多种波长，实现了拉曼激光的输出。 1.石墨烯简介 1.1石墨烯的特性 2004年，Novoselov（康斯坦丁•诺沃舍洛夫）等用透明胶带重复粘贴、剥离石墨片，第一次制得一种碳质新材料石墨烯[1]，也有人认为它是半金属薄膜材料，它是由单层碳原子紧凑的堆砌成一个平面蜂窝形状的结构，而且石墨烯还有不同寻常的能带的带隙为零的构造[2]。让石墨烯备受关注的原因是它天生具备多方面的优秀特性。已被证实石墨烯是现有材料里厚度最薄，硬度最大的纳米材料，而且它的比表面积很大，可以达到2630m2[3]，它的光学响应谱带宽很大，非线性光学也极强，对于可见光以及近红外波段光垂直吸收2.3%，它的光透过率高达97.7%[4]。除此之外，石墨烯还有极高且不随温度变化的载流子迁移率，可以达到200000cm2•V-1s-1 [1]，硅比它慢了100倍，砷化镓比它慢了20倍，单层石墨烯的热导率竟然高达6000W•m-1•K-1左右，其他热导率相对高的金属，例如银的热导率达到427 W•m-1K-1，而金的热导率刚400W•m-1K-1[5]。使光电子器件研究者注意到石墨烯的原因是其宽波段可调的光学特性。此外，石墨烯被认为是理想的可饱和吸收体材料，而且它的稳定性，柔韧性和半导体工艺兼容性都很好，这些特性使它拥有不可比拟的优势在激光器中的应用方面。 (责任编辑：qin) |