超快脈沖激光器以其高峰值功率、短脈寬等特點，在工業(yè)生產、科研、醫(yī)療等領域都有重要應用。一個典型的產生脈沖輸出的方法，是使用非線性光學材料，利用其飽和吸收特性，調制脈沖激光器的Q值，產生脈沖輸出。在過去的幾十年中，很多材料被證明具有光學非線性，包括各種染料、彩色濾光玻璃、離子摻雜晶體等。但是，要滿足實際脈沖激光器應用，除了需要很強的光學非線性，材料還需要具備其他很多特性，如超快電子弛豫時間、寬波段吸收、低損耗、高損耗閾值、低成本、易于制備、便于與各種激光諧振腔整合等。為了滿足日益提高的激光器應用需求，科學家們不斷開發(fā)出各種適用于脈沖激光器的新型功能材料，如窄波段的碳納米管、寬波段的石墨烯材料、高調制深度的拓撲絕緣體材料等。
近日，蘇州大學的鮑橋梁教授和馬萬里教授首次實驗證實，磷化亞銅(Cu3-xP)等離子體納米晶體在光通訊波段具有可調的表面等離子體增強的非線性光學性質，是實現(xiàn)大能量脈沖激光輸出的理想材料。他們使用溶液法合成這種磷化亞銅等離子體納米晶體，通過材料的尺寸、摻雜和表面官能團等實驗參數(shù)可以實現(xiàn)該材料的等離子體吸收峰從1390 nm到1750 nm可調，覆蓋通訊C波段到L波段較寬的一個波譜范圍。由于等離子體吸收效應，大大增強了材料的光學非線性，在1550 nm處調制深度達18.98%。此外，該材料還展示了超快的激子弛豫能力。他們使用該材料成功實現(xiàn)了高能調Q脈沖激光輸出。該工作顯示，這種重摻雜等離子體納米晶體作為一種低成本、可大規(guī)模制備的新型光學非線性材料，在信號產生和光通訊領域具有重要的應用前景。該研究成果以封底文章的形式發(fā)表在Wiley 出版集團權威雜志《Advanced Materials》上。
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