CN109412008A - β-氧化亚铅量子点薄膜及其制备方法、可饱和吸收体和锁模脉冲激光器 - Google Patents

β-氧化亚铅量子点薄膜及其制备方法、可饱和吸收体和锁模脉冲激光器 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种β‑氧化亚铅量子点薄膜，其组成成分包括β‑氧化亚铅量子点和高分子有机物，β‑氧化亚铅量子点的尺寸为20nm以下。本发明的β‑氧化亚铅量子点薄膜环境稳定性良好且具有较强的可饱和吸收。本发明还提供了β‑氧化亚铅量子点薄膜的制备方法，包括：将含有β‑氧化亚铅量子点的溶液与高分子有机物混合，室温下搅拌1‑2小时后，得到混合溶液；将混合溶液滴至或涂覆至基底上，真空条件下于35‑45℃静置1‑2小时后，在基底上形成β‑氧化亚铅量子点薄膜。该方法简单易操作。本发明还提供了包括该β‑氧化亚铅量子点薄膜的可饱和吸收体和超快被动锁模激光器。该可饱和吸收体和超快被动锁模激光器的环境稳定性良好。

Description

β-氧化亚铅量子点薄膜及其制备方法、可饱和吸收体和锁模 脉冲激光器
技术领域
本发明涉及超快脉冲激光领域，具体涉及一种β-氧化亚铅量子点薄膜及其制备方法、可饱和吸收体和锁模脉冲激光器。
背景技术
产生皮秒或飞秒脉冲的超快激光器不仅具备优良的光束质量，还具有极佳的灵活性、可设计性、系统兼容性等优点，因此在光通讯、光传感、医疗设备和工业加工等各个领域中广泛应用。
实现超短脉冲的主要方法之一为被动锁模技术，其关键是在激光腔内引入可饱和吸收体。目前已有的可饱和吸收体材料包括半导体可饱和吸收镜，以及石墨烯、二硫化钼、黑磷为代表的二维材料等。但半导体可饱和吸收镜工作波长范围较小，制作复杂且昂贵；石墨烯虽然具有宽波段响应、高载流子迁移率、大比表面积等优点，但存在吸收效率较低的不足；二硫化钼的可调节带隙特性及在特定波长较好的吸收弥补了石墨烯的不足，但复杂的制备过程和较大的能带隙限制了其难以重复大量制备，仅更适合可见区波长的应用；黑磷材料适合在近红外波段工作，但其对周围环境敏感，稳定性较差，无法长时间稳定工作，在潮湿等特殊环境下更是无法正常工作。
因此，有必要提供一种稳定性更好、具备高非线性光学性能的可饱和吸收体材料，以得到环境稳定性较好的锁模超短脉冲激光器。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种β-氧化亚铅量子点薄膜及其制备方法、和包括该β-氧化亚铅量子点薄膜的可饱和吸收体和超快被动锁模激光器。
本发明第一方面提供了一种β-氧化亚铅量子点薄膜，所述β-氧化亚铅量子点薄膜的组成成分包括β-氧化亚铅量子点和高分子有机物，所述β-氧化亚铅量子点的尺寸为20nm以下。
其中，所述β-氧化亚铅量子点薄膜中，所述高分子有机物的分子链物理缠绕形成交联网络，所述β-氧化亚铅量子点均匀分散在所述交联网络的网孔中。
其中，所述高分子有机物包括疏水性高分子有机物。
其中，所述疏水性高分子有机物包括聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种。
其中，所述β-氧化亚铅量子点与所述高分子有机物的质量比为1:(400-600)。
其中，所述β-氧化亚铅量子点薄膜的厚度为1-20μm。
本发明第二方面提供了一种β-氧化亚铅量子点薄膜的制备方法，包括：
提供含有β-氧化亚铅量子点的溶液，所述β-氧化亚铅量子点的尺寸为20nm以下；
将所述含有β-氧化亚铅量子点的溶液与高分子有机物溶液混合，室温下搅拌1-2小时后，得到混合溶液；
将所述混合溶液滴至或涂覆至基底上，真空条件下于35-45℃静置1-2小时后，在所述基底上形成所述β-氧化亚铅量子点薄膜；所述β-氧化亚铅量子点薄膜的组成成分包括β-氧化亚铅量子点和高分子有机物，所述β-氧化亚铅量子点的尺寸为20nm以下。
本发明第三方面提供了一种可饱和吸收体，所述可饱和吸收体包括目标基底以及设置在所述目标基底上的β-氧化亚铅量子点薄膜，所述β-氧化亚铅量子点薄膜的组成成分包括β-氧化亚铅量子点和高分子有机物，所述β-氧化亚铅量子点的尺寸为20nm以下。
本发明第四方面提供了一种超快被动锁模激光器，包括如上述第三方面所述的可饱和吸收体。
其中，所述超快被动锁模激光器为全光纤激光器或全固态激光器。
综上，本发明有益效果包括以下几个方面：
1、本发明提供的β-氧化亚铅量子点薄膜的环境稳定性良好且光吸收较强，其非线性吸收系数比许多二维材料的大至少一个量级，还具有较小的可饱和吸收强度；
2、本发明提供的β-氧化亚铅量子点薄膜的制备方法，制备方法简单易操作；
3、本发明提供的可饱和吸收体的环境稳定性良好且具有较强的可饱和吸收；
4、本发明提供的超快被动锁模激光器可以产生高稳定的超短脉冲。
附图说明
图1为本发明一实施方式提供的β-氧化亚铅量子点薄膜的结构示意图；
图2为本发明实施例1提供的β-氧化亚铅量子点薄膜横截面的扫描电镜图；
图3为本发明实施例1提供的β-氧化亚铅量子点薄膜的柔性可弯折的示意图；
图4为本发明一实施方式提供的β-氧化亚铅量子点薄膜的制备过程示意图；
图5为本发明一实施方式提供的全光纤激光器的结构示意图；
图6为本发明一实施方式提供的全光纤激光器中可饱和吸收体的分解结构示意图；
图7为本发明另一实施方式提供的全固态激光器的结构示意图；
图8为采用本发明实施例1提供的β-氧化亚铅量子点薄膜制得的可饱和吸收体用于图5全光纤激光器中，经耦合器108输出端的锁模脉冲输出脉冲波形A的放大图。
具体实施方式
以下所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
本发明第一方面提供了一种β-氧化亚铅量子点薄膜，所述β-氧化亚铅量子点薄膜的组成成分包括β-氧化亚铅量子点和高分子有机物，所述β-氧化亚铅量子点的尺寸为20nm以下。
本发明实施方式中，所述β-氧化亚铅量子点为正交晶系结构。
本发明实施方式中，所述β-氧化亚铅量子点的形状为球形或类球形。
当所述β-氧化亚铅量子点的形状为球形时，其尺寸用直径来表示。可选地，所述β-氧化亚铅量子点的直径为1-20nm。进一步可选地，所述β-氧化亚铅量子点的直径为1-10nm。进一步可选地，所述β-氧化亚铅量子点的直径为10-20nm。进一步可选地，所述β-氧化亚铅量子点的直径为1-5nm。
当所述β-氧化亚铅量子点的形状为类球形时，其尺寸用直径和高度来表示。可选地，所述β-氧化亚铅量子点的直径和高度都在20nm以下。进一步可选地，所述β-氧化亚铅量子点的直径和高度为1-20nm。进一步可选地，所述β-氧化亚铅量子点的直径和高度为1-10nm。进一步可选地，所述β-氧化亚铅量子点的直径和高度为10-20nm。进一步可选地，所述β-氧化亚铅量子点的直径和高度为1-5nm。进一步可选地，所述β-氧化亚铅量子点为直径为2-20nm，高度为1-15nm。可选地，所述类球形的形状可以是如椭球状。这里所述的量子点的直径指的是量子点的横向直径，高度指的是量子点的纵向直径。
本发明实施方式采用的量子点和常规的二维材料相比，本发明为新型的β-氧化亚铅量子点，由于其尺寸在20nm以下，因此具备丰富的量子限域效应和边缘效应，量子点与光发生共振增强效应，从而量子点对能带内的激光产生较强的吸收。此外，β-氧化亚铅量子点具有比常规二维材料高至少一个量级的非线性吸收系数和较小的可饱和吸收强度，如β-氧化亚铅量子点非线性吸收系数比黑磷量子点大了8个数量级，可饱和吸收强度比黑磷量子点小了3个数量级，从而解决了常规二维材料工作时光吸收率低等问题。此外，本发明的β-氧化亚铅量子点环境稳定性较好。
本发明实施方式中，所述高分子有机物的分子量为20000-100000g/mol。在该分子量范围内的高分子化合物的分子链形成适度的物理缠绕，具有较强的机械强度，且有助于固定和保护β-氧化亚铅量子点。
本发明实施方式中，所述高分子有机物包括疏水性高分子有机物。可选地，所述疏水性有机物包括聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种。所述疏水性有机物的疏水性较强，软化温度较高(高于100℃)，能承受较强的激光打击而不受破坏，同时还可保护内部的量子点材料。
本发明实施方式中，所述β-氧化亚铅量子点与所述疏水性高分子有机物的质量比为1:(400-600)。在这样的质量比下，有助于得到β-氧化亚铅量子点均匀分布的β-氧化亚铅量子点薄膜。
本发明实施方式中，所述β-氧化亚铅量子点薄膜中，所述β-氧化亚铅量子点和所述高分子有机物分布均匀。可选地，所述β-氧化亚铅量子点薄膜中，所述高分子有机物的分子链物理缠绕形成交联网络，所述β-氧化亚铅量子点均匀分散在所述交联网络的网孔中。如图1所示，以聚苯乙烯为例，所述聚苯乙烯分子链通过物理缠绕形成交联网络，所述β-氧化亚铅量子点均匀分散在所述交联网络的网孔中。本发明β-氧化亚铅量子点薄膜的结构可以对β-氧化亚铅量子点实现有效固定，且可以起到保护β-氧化亚铅量子点的作用。
本发明实施方式中，所述高分子有机物的作用主要有两个方面，第一，用来固定β-氧化亚铅量子点，形成量子点分布均匀的薄膜；第二，高分子有机物的疏水性可用于制备具备防水性能的薄膜，且有利于此薄膜在淡水、海洋等水域技术领域中的光学应用。另外，所述β-氧化亚铅量子点薄膜具备柔性特质，在后续的转移过程中可保持完整，不容易破碎，提高材料使用率。本发明所述β-氧化亚铅量子点薄膜可被直接转移到光学反射镜或者光纤端面上，制成可饱和吸收体等光学器件，灵活有效地进行转移与后续使用。这种高分子有机物可以保护量子点材料，可以保护其免受外界机械应力、环境等因素的影响，具有较高的稳定性和适应性，更方便运用在激光器中，特别地，有这种高分子有机物保护的材料，还具备防水性能，可浸入水中而不受破坏，提高材料在潮湿环境下的稳定性。
本发明实施方式中，所述β-氧化亚铅量子点薄膜的厚度为1-20μm。所述β-氧化亚铅量子点薄膜在这个厚度范围下，可饱和吸收性能和环境稳定性能良好。
本发明实施方式中，所述β-氧化亚铅量子点薄膜可应用于可见至近红外波段范围内。
本发明第一方面提供的β-氧化亚铅量子点薄膜的环境稳定性良好。另外，所述β-氧化亚铅量子点薄膜的非线性吸收系数比许多二维材料的大至少一个量级，还具有较小的可饱和吸收强度。
本发明第二方面提供了一种β-氧化亚铅量子点薄膜的制备方法，包括：
提供含有β-氧化亚铅量子点的溶液，所述β-氧化亚铅量子点的尺寸为20nm以下；
将所述含有β-氧化亚铅量子点的溶液与高分子有机物混合，室温下搅拌1-2小时后，得到混合溶液；
将所述混合溶液滴至或涂覆至基底上，真空条件下于35-45℃静置1-2小时后，在所述基底上形成所述β-氧化亚铅量子点薄膜；所述β-氧化亚铅量子点薄膜的组成成分包括β-氧化亚铅量子点和高分子有机物，所述β-氧化亚铅量子点的尺寸为20nm以下。
本发明实施方式中，所述含有β-氧化亚铅量子点的溶液按照常规方法制备即可，具体不限，如液相剥离法等。具体地，所述含有β-氧化亚铅量子点的溶液的制备方法如下：
将β-氧化亚铅粉末加入至有机溶剂中，所述有机溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、异丙醇(IPA)、乙醇和N-甲基吡咯烷酮(NMP)中的至少一种，在冰浴和惰性氛围下探头超声4-8h；所述探头超声完成后，继续水浴超声12-72h，所述水浴的温度保持在5-20℃范围内；超声后，进行离心和真空干燥，得到β-氧化亚铅量子点，所述β-氧化亚铅量子点的尺寸为20nm以下；
将所述β-氧化亚铅量子点分散在分散剂中，得到含有β-氧化亚铅量子点的溶液，所述含有β-氧化亚铅量子点的溶液中的分散剂为异丙醇(IPA)或N-甲基吡咯烷酮(NMP)等。
本发明实施方式中，所述含有β-氧化亚铅量子点的溶液中的量子点浓度为0.05-0.6mg/mL。
本发明实施方式中，将所述高分子有机物溶于溶剂中，得到高分子有机物溶液。可选地，所述高分子有机物溶液中高分子有机物的浓度为10-30mg/mL。可选地，所述溶剂包括三氯甲烷、二氯甲烷、四氢呋喃和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中的至少一种。这些溶剂的沸点较低，在烘干时较容易挥发。
本发明实施方式中，所述高分子有机物的分子量为20000-100000g/mol。
本发明实施方式中，将所述含有β-氧化亚铅量子点的溶液与高分子有机物混合，在室温下搅拌1-2小时后，得到混合溶液。
本发明实施方式中，所述基底的材质包括聚四氟乙烯。
本发明实施方式中，得到β-氧化亚铅量子点薄膜后，可以将β-氧化亚铅量子点薄膜转移至目标基底，然后设置在超快被动锁模激光器中。可选地，所述目标基底包括光纤端面、反射镜或透明玻璃。
本发明实施方式中，当基底的材质为聚四氟乙烯时，转移的方法为从基底上取下β-氧化亚铅量子点薄膜，通过裁剪将β-氧化亚铅量子点薄膜裁剪成光纤头端面大小的面积，然后转移到光纤头端面上。
图4为本发明一实施方式提供的β-氧化亚铅量子点薄膜的制备过程示意图；从图4中可以看出，β-氧化亚铅量子点薄膜的制备过程包括以下步骤：第①步，将含有β-氧化亚铅量子点的溶液301与高分子有机物溶液302混合形成混合物303；第②步，将混合物303在室温下充分地均匀搅拌1-2小时后，得到混合溶液304；第③步，从混合溶液304中取混合溶液液滴306滴到聚四氟乙烯基底305上；第④步，真空条件下于35-45℃静置1-2小时以进行烘干，形成β-氧化亚铅量子点薄膜307；第⑤步，将β-氧化亚铅量子点薄膜转移到其他目标基底307上。
本发明第二方面提供的β-氧化亚铅量子点薄膜的制备方法，制备方法简单易操作，制得的β-氧化亚铅量子点薄膜环境稳定性良好。此外，其非线性吸收系数比常规二维材料的至少大一个数量级，具有较小的可饱和吸收强度，具备较强的可饱和吸收。
本发明第三方面提供了一种可饱和吸收体，可饱和吸收体包括目标基底以及设置在目标基底上的β-氧化亚铅量子点薄膜，所述β-氧化亚铅量子点薄膜的组成成分包括β-氧化亚铅量子点和高分子有机物，所述β-氧化亚铅量子点的尺寸为20nm以下。
本发明实施方式中，所述目标基底包括光纤端面、反射镜或透明玻璃。
本发明实施方式中，目标基底的选择可以根据可饱和吸收体的应用情况进行选择。应用于不同激光器时，可采用不同的目标基底。
本发明实施方式中，所述可饱和吸收体可应用于可见至近红外波段范围内。
本发明第三方面提供的可饱和吸收体，包括β-氧化亚铅量子点薄膜，β-氧化亚铅量子点薄膜拥有较强的可饱和吸收，将高质量、高可饱和吸收的β-氧化亚铅量子点薄膜制备成可饱和吸收体，可使激光器实现被动锁模运转，产生高稳定的超短脉冲，可以显著提高非线性光学性能，并提高激光器的稳定性，满足科技发展的应用需求。
本发明第四方面提供了一种超快被动锁模激光器，包括第三方面的可饱和吸收体。
本发明实施方式中，超快被动锁模激光器为全光纤激光器或全固态激光器。
本发明一实施方式中，所述超快被动锁模激光器为全光纤激光器，所述全光纤激光器包括泵浦源、波分复用器、增益光纤、单模光纤、第一偏振控制器、偏振无关隔离器、光纤耦合器、第二偏振控制器和本发明第三方面提供的可饱和吸收体。
本发明一优选实施方式中，所述光纤耦合器为耦合比为5:95的光纤耦合器。
图5是本发明一实施方式提供的全光纤激光器的结构示意图。从图5中可以看出，本发明一实施方式提供的全光纤激光器包括沿光传播方向依次设置的泵浦源101、波分复用器102、增益光纤103、单模光纤104、可饱和吸收体105、第一偏振控制器106、偏振无关隔离器107、光纤耦合器108、第二偏振控制器109。其中，波分复用器102、增益光纤103、单模光纤104、可饱和吸收体105、第一偏振控制器106、偏振无关隔离器107、光纤耦合器108、第二偏振控制器109依次用单模光纤连接成环形光纤谐振器腔结构。其中，泵浦源101与波分复用器102的泵浦端(反射端)连接，以将泵浦光输入到光纤谐振器腔中，波分复用器102的公共端与增益光纤103的一端相连；增益光纤103的另一端通过一段单模光纤104与可饱和吸收体105的一端相连，可饱和吸收体105的另一端与第一偏振控制器106的输入端(透射端)相连；第一偏振控制器106的输出端与偏振无关隔离器107的输入端连接，偏振无关隔离器107的输出端与耦合比为5:95的光纤耦合器108的输入端连接；光纤耦合器108的5％端输出信号光，95％端与第二偏振控制器109的输入端(透射段)相连；第二偏振控制器109的输出端与波分复用器102的信号端相连。在全光纤激光器中，可饱和吸收体发挥可饱和吸收作用，使全光纤激光器产生超快激光脉冲输出。
本发明实施方式中，所述全光纤激光器的泵浦源101为波长为980nm的激光二级管光源，最大功率为650mW。
本发明实施方式中，增益光纤103为掺镱光纤，掺镱光纤作为激光的增益介质，长度为0.75米，群速度色散为24.22ps2/km。
本发明实施方式中，泵浦源、波分复用器、单模光纤、偏振控制器、偏振无关隔离器、光纤耦合器为业界常规选择，本发明不做特殊限定。
图6为本发明一实施方式提供的全光纤激光器中可饱和吸收体105的分解结构示意图；从图6中可以看出，可饱和吸收体105是由β-氧化亚铅量子点薄膜与光纤连接器组成的，具体结构如图6所示，是由一个光纤连接头201、β-氧化亚铅量子点薄膜202、一个光纤适配器203和另一个光纤连接头204组装而成，其中，β-氧化亚铅量子点薄膜设置在光纤适配器203中并位于两个光纤连接头201和204之间，形成光纤连接头-β-氧化亚铅量子点薄膜-光纤连接头的三明治结构，最终形成可饱和吸收体结构。
本发明另一实施方式中，所述超快被动锁模激光器为全固态激光器，所述全固态激光器包括泵浦光源、输入镜、聚焦透镜、增益介质、本发明第三方面提供的可饱和吸收体和输出镜。
图7为本发明另一实施方式提供的全固态激光器的结构示意图；从图7中可以看出，全固态激光器包括泵浦光源401、输入镜402、聚焦透镜403、增益介质404、可饱和吸收体405和输出镜406。泵浦光源401输出的泵浦光通过聚焦透镜403进入到增益介质404中，增益介质404受到泵浦光的激励，激发信号光。输入镜402对信号光是全反，而对泵浦光全透。输出镜406对信号光是部分透过。输入镜和输出镜组成激光器的谐振腔，可饱和吸收体产生可饱和吸收，使激光器产生超快激光脉冲。
本发明实施方式中，可饱和吸收体405由透明玻璃和设置在透明玻璃上的β-氧化亚铅量子点薄膜组成。
该实施方式中，增益介质为Yb3+:ScBO3、Nd:YAG陶瓷、Yb:CYA、Cr:ZnSe、Yb:LuYAG、Tm:CaYAlO4、Er:Y2O3陶瓷、Tm:YAG陶瓷等，具体地说，当选择不同的增益介质时，泵浦光源、输入镜、聚焦透镜、可饱和吸收体、输出镜等的工作波长为相应增益介质的工作波长。
本发明实施方式中，泵浦光源、输入镜、聚焦透镜和输出镜为业界常规选择，本发明不做特殊限定。
本发明实施方式中，将所述可饱和吸收体置入水中，激光器仍可正常工作，输出光谱较为稳定，表现了激光器对潮湿环境的较强适应性，这将有利于锁模技术在淡水、海洋等水域技术领域的开发和应用。
本发明实施方式中，所述超快被动锁模激光器可应用于可见至近红外波段范围内。
本发明第四方面提供的超快被动锁模激光器，包括第三方面所述的可饱和吸收体，本发明将环境稳定性好、高质量、高可饱和吸收的β-氧化亚铅量子点薄膜制备成可饱和吸收体，使激光器实现被动锁模运转，产生高稳定的超短脉冲。
实施例1：
一种β-氧化亚铅量子点薄膜的制备方法，包括以下步骤：
提供含有β-氧化亚铅量子点的溶液和聚苯乙烯(分子量为20000g/mol)溶液，将1mL含有β-氧化亚铅量子点的溶液(0.5mg/mL)和10mL聚苯乙烯溶液(30mg/mL)混合，室温下充分地均匀搅拌1小时后，得到混合溶液；将混合溶液滴到聚四氟乙烯基底上，真空条件下于40℃静置1.5小时烘干后，在聚四氟乙烯基底上形成β-氧化亚铅量子点薄膜。
图2为本发明实施例1提供的β-氧化亚铅量子点薄膜横截面的扫描电镜图；从图2中可看出，本发明实施例制得β-氧化亚铅量子点薄膜中确实含有β-氧化亚铅量子点，β-氧化亚铅量子点呈球形，有的量子点直径约为5nm，有的量子点直径约为2-3nm。制成膜后β-氧化亚铅量子点的结构与制膜之前的β-氧化亚铅量子点相比没有发生任何改变，且β-氧化亚铅量子点均匀分散在膜内，未在膜内发生聚集。
图3为本实施例中β-氧化亚铅量子点薄膜可弯折的示意图，可看出β-氧化亚铅量子点薄膜具备柔性特质，在后续的转移过程中灵活方便地转移，且可保持完整，不容易破碎，有效提高材料的使用率。
实施例2：
一种β-氧化亚铅量子点薄膜的制备方法，包括以下步骤：
提供含有β-氧化亚铅量子点的溶液和聚苯乙烯(分子量为20000g/mol)溶液，将1mL含有β-氧化亚铅量子点的溶液(0.5mg/mL)和10mL聚苯乙烯溶液(20mg/ml)混合，室温下充分地均匀搅拌1小时后，得到混合溶液；将混合溶液滴到聚四氟乙烯基底上，真空条件下于40℃静置1小时烘干后，在基底上形成β-氧化亚铅量子点薄膜。
实施例3
一种包括β-氧化亚铅量子点薄膜的可饱和吸收体的制备方法，包括以下步骤：
将上述实施例1制得的β-氧化亚铅量子点薄膜进行裁剪，剪裁所得面积与光纤端面面积大小相近，且尽量不大于光纤端面面积。将该薄膜放置于光纤端面上，通过光纤适配器将两个光纤连接头进行连接，完成可饱和吸收体的制备。
一种可饱和吸收体，该可饱和吸收体包括一个光纤连接头、一个光纤适配器、β-氧化亚铅量子点薄膜和另一个光纤连接头，其中，光纤连接头的光纤端面上贴合有β-氧化亚铅量子点薄膜。具体结构可参考图6。
一种全光纤激光器，包括980nm泵浦源、波分复用器、增益光纤、单模光纤、第一偏振控制器、第二偏振控制器、偏振无关隔离器、光纤耦合器和上述的可饱和吸收体。具体结构可参考图5。本实施例中全光纤激光器的工作波长为1064nm附近。
实施例4
一种包括β-氧化亚铅量子点薄膜的可饱和吸收体的制备方法，包括以下步骤：
取下上述实施例2制得的β-氧化亚铅量子点薄膜进行裁剪，设置在透明玻璃上形成可饱和吸收体。
一种可饱和吸收体，可饱和吸收体包括透明玻璃和设置在透明玻璃上的β-氧化亚铅量子点薄膜。
一种全固态激光器包括泵浦光源、输入镜、聚焦透镜、增益介质、上述的可饱和吸收体和输出镜。具体结构可参考图7。
本实施例中全固态激光器的工作波长为800nm附近。
效果实施例
将本发明实施例1提供的β-氧化亚铅量子点薄膜作为可饱和吸收体在如图5的激光腔中实现锁模脉冲输出，超短脉冲波形A的放大图如图8所示，其重复频率为4.37MHz，脉冲间隔为228.8ns，脉冲宽度在皮秒量级，属于超短脉冲。
为了进一步说明本发明的有益效果，本发明还设置了对比例。
对比例1：采用常规的黑磷二维材料作为可饱和吸收体，制得全光纤激光器。
将实施例3的全光纤激光器和对比例1的全光纤激光器进行性能的对比，通过测量输出脉冲的射频谱，可以发现，实施例3的全光纤激光器的基频信噪比比对比例1的全光纤激光器基频的信噪比大6dB，说明本发明实施例得到的全光纤激光器较为稳定。而且，将本发明实例3中可饱和吸收体置入水中仍可正常工作，说明本发明实例3得到的可饱和吸收体可适应潮湿环境下工作。
将实施例4制得全固态激光器也进行相关性能测试，发现该全固态激光器的性能良好。
综上，采用本发明实施例提供的β-氧化亚铅量子点薄膜，可以得到一种制备简易、稳定性更好、具备高非线性光学性能和柔性特质的可饱和吸收体，其所构成的激光器环境稳定性较好，可以更好地满足科技发展的实际应用。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种β-氧化亚铅量子点薄膜，其特征在于，所述β-氧化亚铅量子点薄膜的组成成分包括β-氧化亚铅量子点和高分子有机物，所述β-氧化亚铅量子点的尺寸为20nm以下。
2.如权利要求1所述的β-氧化亚铅量子点薄膜，其特征在于，所述β-氧化亚铅量子点薄膜中，所述高分子有机物的分子链物理缠绕形成交联网络，所述β-氧化亚铅量子点均匀分散在所述交联网络的网孔中。
3.如权利要求1所述的β-氧化亚铅量子点薄膜，其特征在于，所述高分子有机物包括疏水性高分子有机物。
4.如权利要求3所述的β-氧化亚铅量子点薄膜，其特征在于，所述疏水性高分子有机物包括聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种。
5.如权利要求1所述的β-氧化亚铅量子点薄膜，其特征在于，所述β-氧化亚铅量子点与所述高分子有机物的质量比为1:(400-600)。
6.如权利要求1所述的β-氧化亚铅量子点薄膜，其特征在于，所述β-氧化亚铅量子点薄膜的厚度为1-20μm。
7.一种β-氧化亚铅量子点薄膜的制备方法，其特征在于，包括：
提供含有β-氧化亚铅量子点的溶液，所述β-氧化亚铅量子点的尺寸为20nm以下；
将所述含有β-氧化亚铅量子点的溶液与高分子有机物溶液混合，室温下搅拌1-2小时后，得到混合溶液；
将所述混合溶液滴至或涂覆至基底上，真空条件下于35-45℃静置1-2小时后，在所述基底上形成所述β-氧化亚铅量子点薄膜；所述β-氧化亚铅量子点薄膜的组成成分包括β-氧化亚铅量子点和高分子有机物，所述β-氧化亚铅量子点的尺寸为20nm以下。
8.一种可饱和吸收体，其特征在于，所述可饱和吸收体包括目标基底以及设置在所述目标基底上的β-氧化亚铅量子点薄膜，所述β-氧化亚铅量子点薄膜的组成成分包括β-氧化亚铅量子点和高分子有机物，所述β-氧化亚铅量子点的尺寸为20nm以下。
9.一种超快被动锁模激光器，其特征在于，包括如权利要求8所述的可饱和吸收体。
10.如权利要求9所述的超快被动锁模激光器，其特征在于，所述超快被动锁模激光器为全光纤激光器或全固态激光器。
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