CN105207051A - 一种碳纳米材料薄膜饱和吸收体及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种碳纳米材料薄膜饱和吸收体及其制备方法，所述饱和吸收体包括由透明材料制成的圆形基材(10)、附着于所述圆形基材(10)至少一个圆形表面上的碳纳米材料薄膜(20)、驱动所述圆形基材(10)沿其轴线方向旋转的驱动器(30)。实施本发明，采用转动型饱和吸收体结构，使得高能激光与样品的相互作用不集中在某一点上，使得热量无法积聚，从而有效防止了碳材料的高温氧化反应，进而提高饱和吸收体的光损伤阈值，可以得到更高输出功率的脉冲激光，饱和强度低、恢复时间短、响应波长范围宽。

Description

一种碳纳米材料薄膜饱和吸收体及其制备方法

技术领域

本发明属于超短脉冲激光可饱和吸收体制备技术领域，更具体的说，涉及一种碳纳米材料薄膜饱和吸收体及其制备方法。

背景技术

超短脉冲激光有着极为广泛的应用，如超快光开关、光纤通信、光纤传感、工业加工、激光制导、激光医疗等领域，目前产生超短脉冲激光常用方法是被动锁模，该方法系统结构简单，且能产生皮秒甚至飞秒级的超短脉冲激光。其基本机制是在光路中加入饱和吸收体，光源通过饱和吸收体之后，边翼部分的损耗大于中央部分，导致光脉冲变窄，从而产生超短脉冲激光。目前使用较广泛的饱和吸收体是半导体可饱和吸收镜(SESAM)，但SESAM不仅制作工艺复杂，而且必须基于昂贵的超净室制造系统，制造成本高，性能上还存在工作波长范围窄、恢复时间长、调制深度难以调控、光损伤阈值低等诸多问题。

现在一系列碳纳米材料如石墨烯、氧化石墨烯、碳纳米管等已被广泛证实能够作为饱和吸收体，产生超短脉冲激光。碳纳米材料相比于SESAM成本大大降低，而且具有工作波长范围宽、恢复时间短等诸多优点。但是和SESAM同样存在损伤阈值低的问题，即在高功率激光辐射下，容易与空气中的氧气发生反应，烧毁饱和吸收体，从而限制了脉冲激光的输出功率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种碳纳米材料薄膜饱和吸收体的制备方法，解决现有技术中高能激光对饱和吸收体某一处的长时间照射，碳纳米材料薄膜在激光作用下与氧气发生反应，限制脉冲激光的输出功率等问题。

本发明解决上述技术问题的方案为：提供一种碳纳米材料薄膜饱和吸收体，所述饱和吸收体包括由透明材料制成的圆形基材、附着于所述圆形基材至少一个圆形表面上的碳纳米材料薄膜、驱动所述圆形基材沿其轴线方向旋转的驱动器。

在本发明的碳纳米材料薄膜饱和吸收体中，所述圆形基材圆形表面上在附着所述碳纳米材料薄膜前，用氧气等离子体做表面处理。

在本发明的碳纳米材料薄膜饱和吸收体中，所述碳纳米材料薄膜使用如下碳纳米材料中的一种制得：碳量子点、石墨烯量子点、碳纳米管、氧化石墨烯、还原氧化石墨烯、石墨烯。

在本发明的碳纳米材料薄膜饱和吸收体中，所述透明材料是如下材料中的一种：石英、玻璃、蓝宝石、碳化硅晶体、氮化镓晶体。

在本发明的碳纳米材料薄膜饱和吸收体中，所述碳纳米材料薄膜附着在所述圆形基材圆形表面上，使用如下方式中的一种：旋转涂覆法、浸渍提拉涂膜法、湿法转移法。

在本发明的碳纳米材料薄膜饱和吸收体中，所述旋转涂覆法包括如下步骤：

S101、将碳纳米材料超声分散于溶剂中，形成浓度为0.1mg/ml～10mg/ml的均匀悬浮液；

S102、用旋转涂覆机1000rpm～5000rpm转速旋转涂覆成膜；

S103、烘干。

在本发明的碳纳米材料薄膜饱和吸收体中，所述浸渍提拉涂膜法包括如下步骤：

S201、将碳纳米材料超声分散于溶剂中，形成浓度为0.1mg/ml～10mg/ml的均匀悬浮液；

S202、在温度为5～40℃、相对湿度为30％～80％下，用提拉涂膜机10nm/s～500nm/s的速度提拉成膜；

S203、烘干。

在本发明的碳纳米材料薄膜饱和吸收体中，步骤“将碳纳米材料超声分散于溶剂中”中，所述碳纳米材料为碳量子点、石墨烯量子点、碳纳米管、氧化石墨烯或者还原氧化石墨烯，用于超声分散所述碳纳米材料的溶剂为水、乙醇、甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、异丙醇、乙二醇、丙酮、苯、甲苯、氯仿、乙醚中的至少一种。

在本发明的碳纳米材料薄膜饱和吸收体中，所述“将碳纳米材料超声分散于溶剂中”步骤中，超声分散功率为50～800瓦，超声分散时间为0.5～24小时。

在本发明的碳纳米材料薄膜饱和吸收体中，所述“烘干”步骤中，烘干温度为50～200℃。

在本发明的碳纳米材料薄膜饱和吸收体中，所述湿法转移法包括如下步骤：

S301、将沉积有石墨烯的铜箔裁剪成小于所述圆形表面的大小；

S302、在所述石墨烯上使用旋转涂覆法涂覆一层聚甲基丙烯酸甲酯，烘干；

S303、使用浓度为0.1mol/L～2mol/L的FeCl₃溶液中，腐蚀掉铜箔，得到石墨烯/PMMA薄膜；

S304、将所述石墨烯/PMMA薄膜使用去离子水漂洗至少一次；

S305、将漂洗后的石墨烯/PMMA薄膜迁移到所述圆形表面上，烘干；

S306、溶解PMMA，漂洗，干燥。

本发明还提供一种碳纳米材料薄膜饱和吸收体的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

S1、处理基材：以圆形的透明材料作为基材，对所述基材用氧气等离子体做表面处理，得到亲水性基材；

S2、薄膜制备：在所述亲水性基材的至少一个圆形表面上附着碳纳米材料薄膜，得到覆膜基材；

S3、饱和吸收体制备：将所述覆膜基材与驱动所述覆膜基材沿其轴线方向旋转的连接，得到所述饱和吸收体。

在本发明的碳纳米材料薄膜饱和吸收体的制备方法中，所述步骤S2中，所述碳纳米材料薄膜附着在所述亲水性基材的至少一个圆形表面上，使用如下方式中的一种：旋转涂覆法、浸渍提拉涂膜法、湿法转移法。

在本发明的碳纳米材料薄膜饱和吸收体的制备方法中，所述旋转涂覆法包括如下步骤：

S101、将碳纳米材料超声分散于溶剂中，形成浓度为0.1mg/ml～10mg/ml的均匀悬浮液；

S102、用旋转涂覆机1000rpm～5000rpm转速旋转涂覆成膜；

S103、烘干。

在本发明的碳纳米材料薄膜饱和吸收体的制备方法中，所述浸渍提拉涂膜法包括如下步骤：

S201、将碳纳米材料超声分散于溶剂中，形成浓度为0.1mg/ml～10mg/ml的均匀悬浮液；

S202、在温度为5～40℃、相对湿度为30％～80％下，用提拉涂膜机10nm/s～500nm/s的速度提拉成膜；

S203、烘干。

在本发明的碳纳米材料薄膜饱和吸收体的制备方法中，步骤“将碳纳米材料超声分散于溶剂中”中，所述碳纳米材料为碳量子点、石墨烯量子点、碳纳米管、氧化石墨烯或者还原氧化石墨烯，用于超声分散所述碳纳米材料的溶剂为水、乙醇、甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、异丙醇、乙二醇、丙酮、苯、甲苯、氯仿、乙醚中的至少一种。

在本发明的碳纳米材料薄膜饱和吸收体的制备方法中，所述“将碳纳米材料超声分散于溶剂中”步骤中，超声分散功率为50～800瓦，超声分散时间为0.5～24小时。

在本发明的碳纳米材料薄膜饱和吸收体的制备方法中，所述“烘干”步骤中，烘干温度为50～200℃。

在本发明的碳纳米材料薄膜饱和吸收体的制备方法中，所述湿法转移法包括如下步骤：

S301、将沉积有石墨烯的铜箔裁剪成小于所述圆形表面的大小；

S302、在所述石墨烯上使用旋转涂覆法涂覆一层聚甲基丙烯酸甲酯，烘干；

S303、使用浓度为0.1mol/L～2mol/L的FeCl₃溶液中，腐蚀掉铜箔，得到石墨烯/PMMA薄膜；

S304、将所述石墨烯/PMMA薄膜使用去离子水漂洗至少一次；

S305、将漂洗后的石墨烯/PMMA薄膜迁移到所述圆形表面上，烘干；

S306、溶解PMMA，漂洗，干燥。

实施本发明的碳纳米材料薄膜饱和吸收体的制备方法，具有如下有益效果：

(1)采用转动型饱和吸收体结构，使得高能激光与样品的相互作用不集中在某一点上，使得热量无法积聚，从而有效防止了碳材料的高温氧化反应，进而提高饱和吸收体的光损伤阈值，可以得到更高输出功率的脉冲激光。

(2)采用石墨烯、氧化石墨烯、碳纳米管等碳纳米材料作为饱和吸收材料，其响应波长范围宽，可用于产生不同波长的脉冲激光。

(3)碳纳米材料的饱和强度低、恢复时间短、可产生皮秒甚至飞秒级的超快激光。

附图说明

以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。附图中：

图1是本发明较佳实施例的碳纳米材料薄膜饱和吸收体的结构示意图；

图2是本发明碳纳米材料薄膜饱和吸收体的制备方法的较佳实施例的流程图；

图3是实施例1种饱和吸收体锁模产生的脉冲序列。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

目前使用较广泛的饱和吸收体是半导体可饱和吸收镜(SESAM)，但SESAM不仅制作工艺复杂、成本高，性能上还存在工作波长范围窄、恢复时间长、调制深度难以调控、光损伤阈值低等诸多问题。替代SESAM的可饱和吸收体材料如石墨烯、氧化石墨烯、碳纳米管等在高功率激光辐射下，容易与空气中的氧气发生反应，烧毁饱和吸收体，从而限制了脉冲激光的输出功率。

本发明的主要创新点在于：提供一种碳纳米材料薄膜饱和吸收体，使用转动型饱和吸收体结构，使得高能激光与碳纳米材料薄膜的不集中在某一点上，使得热量无法积聚，从而有效防止了碳纳米材料的高温氧化反应，有效防止碳纳米材料在激光作用下与氧气发生反应，进而提高饱和吸收体的光损伤阈值，可以得到更高输出功率的脉冲激光。

图1示出了本发明较佳实施例的碳纳米材料薄膜饱和吸收体的结构，如图1所示，本实施例中的饱和吸收体包括圆形基材10、附着于所述圆形基材至少一个圆形表面上的碳纳米材料薄膜20以及驱动圆形基材10旋转的驱动器30。圆形基材10由透明材料制成，激光透过透明材料和碳纳米材料薄膜20即可被动锁模，产生皮秒甚至飞秒级的超短脉冲激光。

由于圆形基材10在驱动器30的驱动下一直处于转动状态，使得激光照射在碳纳米材料薄膜20上的位置一直处于变化状态，照射接触点或者照射接触面在碳纳米材料薄膜20形成一个圆或者圆环，热量无法积聚避免碳纳米材料的高温氧化反应。

圆形基材10具有两个圆形表面，可以在两个圆形表面都附着碳纳米材料薄膜20，也可以选择只附着碳纳米材料薄膜20于其中的一个表面。圆形基材10旋转的方式沿其轴线方向旋转，例如可以在圆形基材10的轴线方向上设置旋转轴，驱动器30通过齿轮、链条、皮带等方式与旋转轴连接，驱动圆形基材10旋转，或者，驱动器30直接与圆形基材10的外边缘接触，通过齿轮等方式驱动圆形基材10旋转。当然，驱动器30也可以采用现有的任何一种已知的方式驱动圆形基材10旋转。

优选的，本发明的圆形基材10的直径为10mm～100mm，厚度为0.5mm～2mm。圆形基材10预先用氧气等离子体做表面处理，改善其亲水性，提高碳纳米材料薄膜20与圆形基材10的吸附力。优选的，表面处理时间为10分钟～120分钟，该表面处理处理过程可以只处理圆形基材10的一个圆形表面，也可以对圆形基材10进行整体处理，保证即将附着碳纳米材料薄膜的表面已经做过表面处理即可。表面处理完成后，在进行了表面处理的至少一个圆形表面上附着碳纳米材料薄膜。

优选的，制备碳纳米材料薄膜20的碳纳米材料包括：碳量子点、石墨烯量子点、碳纳米管、氧化石墨烯、还原氧化石墨烯、石墨烯等。优选的，透明材料是如下材料中的一种：石英、玻璃、蓝宝石、碳化硅晶体、氮化镓晶体。

优选的，可以使用旋转涂覆法、浸渍提拉涂膜法、湿法转移法中的一种，将碳纳米材料薄膜附着在圆形基材圆形表面上，

优选的，所述旋转涂覆法包括如下步骤：

S101、将碳纳米材料超声分散于溶剂中，形成浓度为0.1mg/ml～10mg/ml的均匀悬浮液。如前所述，碳纳米材料包括碳量子点、石墨烯量子点、碳纳米管、氧化石墨烯、还原氧化石墨烯等。溶解碳纳米材料的溶剂为水、乙醇、甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、异丙醇、乙二醇、丙酮、苯、甲苯、氯仿、乙醚等中的至少一种。超声分散过程中，超声分散功率为50～800瓦，超声分散时间为0.5～24小时。

S102、用旋转涂覆机1000rpm～5000rpm转速旋转涂覆成膜。使用旋转涂覆机将上述碳纳米材料的悬浮液在圆形基材10圆形表面上旋转涂覆成膜。

S103、烘干。优选的，烘干温度为50～200℃。烘干的圆形基材10上即可以附着一层碳纳米材料薄膜。

优选的，所述浸渍提拉涂膜法包括如下步骤：

S201、将碳纳米材料超声分散于溶剂中，形成浓度为0.1mg/ml～10mg/ml的均匀悬浮液。如前所述，碳纳米材料包括碳量子点、石墨烯量子点、碳纳米管、氧化石墨烯、还原氧化石墨烯等。此步骤与旋转涂覆法类似，在此不再赘述。

S202、在温度为5～40℃、相对湿度为30％～80％下，用提拉涂膜机10nm/s～500nm/s的速度提拉成膜。使用提拉涂膜机，将碳纳米材料的悬浮液在圆形基材10圆形表面上提拉涂膜成膜。

S203、烘干。优选的，烘干温度为50～200℃。烘干的圆形基材10上即可以附着一层碳纳米材料薄膜。

优选的，所述湿法转移法包括如下步骤：

S301、将沉积有石墨烯的铜箔裁剪成小于所述圆形表面的大小。通过湿法转移法可以将铜箔上的石墨烯层完整转移至圆形基材10圆形表面上，因此铜箔的面积应该略圆形基材10的圆形表面，保证石墨烯薄膜不会超出圆形基材10的圆形表面的范围。优选的，铜箔上沉积的石墨烯层数为1～10层。

S302、在所述石墨烯上使用旋转涂覆法涂覆一层聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，烘干。使用旋转涂覆机在铜箔的碳纳米材料上涂覆一层PMMA，固定石墨烯，使其在脱离铜箔后保持完整。将PMMA溶解在氯仿、乙酸、乙酸乙酯、丙酮等有机溶剂中，即可用于旋转涂覆法涂覆。

S303、使用浓度为0.1mol/L～2mol/L的FeCl₃溶液中，腐蚀掉铜箔，得到石墨烯/PMMA薄膜。烘干后的PMMA具有较好的机械性能，可以使石墨烯薄膜吸附在PMMA表面并保持完整。原来的石墨烯在铜箔衬底上是沉在FeCl₃溶液底部，将铜箔腐蚀掉之后，石墨烯/PMMA薄膜就可以漂浮在液体表面，(当然单纯的石墨烯也能浮在液体表面，但是独立的石墨烯容易出现褶皱，影响石墨烯的结构和各种性能，而石墨烯附着在PMMA上，具有一定的刚性，不会出现褶皱和变形)。然后就可以依靠石墨烯/PMMA的自然吸附力，转移到需要的衬底上。

S304、将所述石墨烯/PMMA薄膜使用去离子水漂洗至少一次。漂洗过程去除残留在石墨烯/PMMA薄膜上的FeCl₃溶液，以及FeCl₃与铜反应生成的氯化亚铁等其它物质。

S305、将漂洗后的石墨烯/PMMA薄膜迁移到所述圆形表面上，烘干。由于圆形基材10的圆形表面已经使用氧气等离子体做表面处理，改善其亲水性，在将碳纳米材料薄膜的裸露的一面而非涂覆PMMA层的一面与圆形基材10圆形表面接触时，碳纳米材料薄膜可以顺利附着其上，50～200℃烘干。上述“迁移”，就是把将基材浸入漂浮着的石墨烯/PMMA下方，慢慢捞上来，同时石墨烯/PMMA由于比表面积大，遇到基材，有较强的吸附力，容易自然吸附在衬底上。

S306、溶解PMMA，漂洗，干燥。使用氯仿、乙酸、乙酸乙酯、丙酮等有机溶剂浸泡圆形基材10，去除圆形表面上的PMMA，然后使用无水乙醇、去离子水等冲洗掉有机溶剂，50～200℃烘干。

由于石墨烯本身是薄膜材料，需要采用湿法转移法，其中石墨烯的制备方法可以为：

将铜箔放置于石英管中央位置，将石英管密封后，抽真空，使得石英管内气压小于1×10^-4托，然后将石英管温度升至800～1200℃，再通入氢气10～60分钟，之后通入碳源气体(甲烷、乙烯和乙炔中的一种)，生长10～200分钟后，关闭碳源气体在氢气气氛下快速降温，即制得石墨烯。应当理解为上述方式只是石墨烯一种实施方式，其它制备方式也落入很发明权利要求的保护范围。

本发明还提供了一种碳纳米材料薄膜饱和吸收体的制备方法，图2示出了本发明碳纳米材料薄膜饱和吸收体的制备方法较佳实施例的流程图，如图2所示，所述制备方法包括如下步骤：

S1、处理基材：以圆形的透明材料作为基材，对所述基材用氧气等离子体做表面处理，得到亲水性基材。圆形的直径为10mm～100mm，圆形高度为0.5mm～2mm。透明材料选用如下材料中的一种：石英、玻璃、蓝宝石、碳化硅晶体、氮化镓晶体。预先使用氧气等离子体做表面处理，可以改善基材的亲水性，该表面处理处理过程可以只处理薄膜基材的一个圆形表面，也可以对基材进行整体处理，保证即将附着碳纳米材料薄膜的圆形表面已经做过表面处理即可。

S2、薄膜制备：在所述亲水性基材的至少一个圆形表面上附着碳纳米材料薄膜，得到覆膜基材。表面处理后的基材亲水性得到改善，使得基材与碳纳米材料薄膜之间具有较大的表面吸附力，碳纳米材料薄膜附着于亲水性基材已经完成表面处理的表面上。

S3、饱和吸收体制备：将所述覆膜基材与驱动所述覆膜基材沿其轴线方向旋转的驱动器连接，得到所述饱和吸收体。覆膜基材受到驱动器的驱动，沿其轴线方向旋转，例如可以在覆膜基材的轴线方向上设置旋转轴，驱动器通过齿轮、链条、皮带等方式与旋转轴连接，驱动覆膜基材旋转，或者，驱动器直接与覆膜基材的外边缘接触，通过齿轮等方式驱动覆膜基材旋转。当然，驱动器也可以采用现有的任何一种已知的方式驱动覆膜基材旋转。

优选的，在本发明的碳纳米材料薄膜饱和吸收体的制备方法中，制备碳纳米材料薄膜的碳纳米材料包括：碳量子点、石墨烯量子点、碳纳米管、氧化石墨烯、还原氧化石墨烯等。

优选的，将碳纳米材料薄膜附着在基材的进行了表面处理的至少一个圆形表面上，可以使用如下方式中的一种：旋转涂覆法、浸渍提拉涂膜法、湿法转移法。这三种方法在前文已经详细介绍，在此不再赘述。

实施例1

将碳纳米管超声分散于无水乙醇当中，形成浓度为0.5mg/ml的悬浮液，以直径30mm，厚度1mm的圆形石英片作为基材，用丙酮超声清洗干净、并烘干，然后用氧气等离子体处理60min，改善其表面亲水性，以上述碳纳米管悬浮液为涂覆液，采用浸渍提拉涂膜法制备碳纳米管薄膜，环境温度以及湿度分别为18℃和40％，提拉速度为96nm/s。然后将制备好的薄膜在80℃真空烘干。最后将覆膜基材装在转动轴上，连接驱动器，即完成了转动保护型饱和吸收体的制作。

实施例2

将氧化石墨烯超声分散于乙醇当中，形成浓度为1mg/ml的悬浮液，以直径30mm，厚度0.5mm的石英片作为基材，用丙酮超声清洗干净、并烘干，然后用氧气等离子体处理60min，改善其表面亲水性，以上述氧化石墨烯悬浮液为涂覆液，采用旋转涂膜法制备碳纳米管薄膜，旋转速度为3000rpm。然后将制备好的薄膜在80℃真空烘干。最后将覆膜基材装在转动轴上，连接驱动器，即完成了转动保护型饱和吸收体的制作。

实施例3

以直径30mm，厚度1mm的石英片作为基材，用丙酮超声清洗干净、并烘干。采用湿法转移法将所购的CVD法生长在铜箔上的石墨烯薄膜转移到衬底上。具体步骤为：剪出一块直径小于等于30mm的沉积有石墨烯的铜箔，在石墨烯表面旋转涂覆一层PMMA，烘干，形成固态PMMA薄膜，然后放在1mol/L的FeCl3溶液中浸泡，腐蚀掉铜箔，用去离子水漂洗三次，然后将石墨烯/PMMA膜迁移到石英片衬底上，再将其浸泡在丙酮中去除PMMA，取出在80℃真空烘干，即制得覆膜基材。最后将覆膜基材装在转动轴上，连接驱动器，即完成了转动保护型饱和吸收体的制作。

图3示出了上述实施例1饱和吸收体锁模产生的脉冲序列。实施例2和实施例3中饱和吸收体具有类似效果。

实施本发明的碳纳米材料薄膜饱和吸收体或者本发明的碳纳米材料薄膜饱和吸收体的制备方法，采用转动型饱和吸收体结构，使得高能激光与样品的相互作用不集中在某一点上，使得热量无法积聚，从而有效防止了碳材料的高温氧化反应，进而提高饱和吸收体的光损伤阈值，可以得到更高输出功率的脉冲激光；采用石墨烯、氧化石墨烯、碳纳米管等碳纳米材料作为饱和吸收材料，其响应波长范围宽，可用于产生不同波长的脉冲激光；碳纳米材料的饱和强度低、恢复时间短、可产生皮秒甚至飞秒级的超快激光。

Claims (12)

1.一种碳纳米材料薄膜饱和吸收体，其特征在于，所述饱和吸收体包括由透明材料制成的圆形基材(10)、附着于所述圆形基材(10)至少一个圆形表面上的碳纳米材料薄膜(20)、驱动所述圆形基材(10)沿其轴线方向旋转的驱动器(30)。

2.根据权利要求1所述的碳纳米材料薄膜饱和吸收体，其特征在于，所述圆形基材(10)圆形表面上在附着所述碳纳米材料薄膜(20)前，用氧气等离子体做表面处理。

3.根据权利要求1所述的碳纳米材料薄膜饱和吸收体，其特征在于，所述碳纳米材料薄膜使用如下碳纳米材料中的一种制得：碳量子点、石墨烯量子点、碳纳米管、氧化石墨烯、还原氧化石墨烯、石墨烯。

4.根据权利要求1所述的碳纳米材料薄膜饱和吸收体，其特征在于，所述透明材料是如下材料中的一种：石英、玻璃、蓝宝石、碳化硅晶体、氮化镓晶体。

5.根据权利要求1所述的碳纳米材料薄膜饱和吸收体，其特征在于，所述碳纳米材料薄膜(20)附着在所述圆形基材(10)圆形表面上，使用如下方式中的一种：旋转涂覆法、浸渍提拉涂膜法、湿法转移法。

6.根据权利要求5所述的碳纳米材料薄膜饱和吸收体，其特征在于，所述旋转涂覆法包括如下步骤：

S101、将碳纳米材料超声分散于溶剂中，形成浓度为0.1mg/ml～10mg/ml的均匀悬浮液；

S102、用旋转涂覆机1000rpm～5000rpm转速旋转涂覆成膜；

S103、烘干。

7.根据权利要求5所述的碳纳米材料薄膜饱和吸收体，其特征在于，所述浸渍提拉涂膜法包括如下步骤：

S201、将碳纳米材料超声分散于溶剂中，形成浓度为0.1mg/ml～10mg/ml的均匀悬浮液；

S202、在温度为5～40℃、相对湿度为30％～80％下，用提拉涂膜机10nm/s～500nm/s的速度提拉成膜；

S203、烘干。

8.根据权利要求6或7所述的碳纳米材料薄膜饱和吸收体，其特征在于，步骤“将碳纳米材料超声分散于溶剂中”中，所述碳纳米材料为碳量子点、石墨烯量子点、碳纳米管、氧化石墨烯或者还原氧化石墨烯，用于超声分散所述碳纳米材料的溶剂为水、乙醇、甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、异丙醇、乙二醇、丙酮、苯、甲苯、氯仿、乙醚中的至少一种。

9.根据权利要求6或7所述的碳纳米材料薄膜饱和吸收体，其特征在于，所述“将碳纳米材料超声分散于溶剂中”步骤中，超声分散功率为50～800瓦，超声分散时间为0.5～24小时。

10.根据权利要求6或7所述的碳纳米材料薄膜饱和吸收体，其特征在于，所述“烘干”步骤中，烘干温度为50～200℃。

11.根据权利要求5所述的碳纳米材料薄膜饱和吸收体，其特征在于，所述湿法转移法包括如下步骤：

S301、将沉积有石墨烯的铜箔裁剪成小于所述圆形表面的大小；

S302、在所述石墨烯上使用旋转涂覆法涂覆一层聚甲基丙烯酸甲酯，烘干；

S303、使用浓度为0.1mol/L～2mol/L的FeCl₃溶液中，腐蚀掉铜箔，得到石墨烯/PMMA薄膜；

S304、将所述石墨烯/PMMA薄膜使用去离子水漂洗至少一次；

S305、将漂洗后的石墨烯/PMMA薄膜迁移到所述圆形表面上，烘干；

S306、溶解PMMA，漂洗，干燥。

12.一种碳纳米材料薄膜饱和吸收体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

S1、处理基材：以圆形的透明材料作为基材，对所述基材用氧气等离子体做表面处理，得到亲水性基材；

S2、薄膜制备：在所述亲水性基材的至少一个圆形表面上附着碳纳米材料薄膜，得到覆膜基材；

S3、饱和吸收体制备：将所述覆膜基材与驱动所述覆膜基材沿其轴线方向旋转的连接，得到所述饱和吸收体。