石墨烯,可能應(yīng)用于每個領(lǐng)域的最新神奇材料,因其為單層結(jié)構(gòu),吸光很弱。另一種備受關(guān)注的材料,過渡金屬硫化物,吸收很強(qiáng),但只限于電磁光譜的可見光區(qū)。這限制了這些材料在光通信等需要對紅外光區(qū)有很強(qiáng)吸收的領(lǐng)域的應(yīng)用。
黑磷(BP)具有直接帶隙(無論樣品有多厚),且在近紅外光區(qū)具有很強(qiáng)的共振吸收,有望成為理想的替代品。直接帶隙導(dǎo)致了高效的光電轉(zhuǎn)換,以及超快載流子動力學(xué)行為。它還顯示出了與其厚度、摻雜和光極化相關(guān)的可調(diào)諧光學(xué)性質(zhì)。
中國各地科學(xué)家組成的團(tuán)隊探索如何將這些性質(zhì)應(yīng)用于超快非線性光子通信。他們將BP封裝于對某些波長而言透明的聚合物基體材料當(dāng)中,以保護(hù)其免受氧化以及其他降解。然后,他們將該復(fù)合材料作為一種非線性吸收材料,用于光纖激光器的脈沖產(chǎn)生。
該復(fù)合材料表現(xiàn)出很高的光學(xué)調(diào)制深度(10.6%),并產(chǎn)生高穩(wěn)定性的Q-選擇脈沖,單一脈沖能量為194nJ。
BP-聚合物復(fù)合材料證明了可以如此簡單有效,優(yōu)化后可應(yīng)用于其他光學(xué)領(lǐng)域,比如傳感、信號處理和光調(diào)制等等。