本实用新型涉及一种激光器，特别是一种基于二维半导体材料黑磷调Q脉冲绿光激光器。
背景技术：
近年来，以石墨烯为代表的二维材料在各个领域应用广泛，然而，由于石墨烯的零带隙效应特性，无法实现半导体逻辑开关，因此大大限制其在半导体领域和光电领域的应用；同时，二维过渡金属硫化物（）例如等，尽管有着良好的电信号调节性能，但由于其载流子迁移率过低限制了过渡族金属硫化物在电子领域的应用，因此寻找具有合适带隙且有高载流子迁移率的二维材料成为当前研究的热点问题。具有高载流子迁移率、高通断比、合适带隙等优点的新型二维半导体材料黑磷，克服了石墨烯以及过渡族金属硫化物的不足，有望成为良好的二维半导体材料，并在未来的生物医学、光电子等领域中大显身手。黑磷是一种类似于石墨的波形层状结构晶体，原子层间通过范德华力结合，易于被剥离成单层或少层的纳米薄片。在黑磷单原子层中，每个磷原子与相邻的３个磷原子形成具有共价键的褶状蜂窝结构。黑磷烯是天然的ｐ型半导体，价带电子跃迁至导带时，为竖直跃迁，电子波矢不变，因此其具有直接带隙，且无论剥到多少层皆是直接带隙，带隙可由层数在（层）至（单层）范围调控，对从可见光到近红外波长范围光都有响应。并且黑磷烯具有明显的各向异性，在ｘ方向上的弹性模量较小，晶体电子的有效质量仅为，这决定了黑磷烯具有较高的电子迁移率，二维黑磷材料在厚度为10的时候，载流子迁移率为 ，单层黑磷烯电子迁移率可高达。采用溶剂热法制备的黑磷具有层数均匀、稳定性高、光谱响应范围宽等诸多优点，有望成为一种新型的非线性光学可饱和吸收体。相较于其他调Q材料，黑磷可以实现更高质量的高能量脉冲的输出。
目前虽然有部分黑磷半导体在光学方面有所探索，但是并没有系统的黑磷半导体的激光器。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于二维半导体材料黑磷调Q脉冲绿光激光器。
为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：
一种基于二维半导体材料黑磷调Q脉冲绿光激光器，其特征在于：包含沿激光传输方向依次设置的半导体激光器、耦合透镜、钒酸钇晶体、黑磷可饱和吸收镜和PPLN晶体，半导体激光器产生连续光经过钒酸钇晶体后，利用黑磷的可饱和吸收特性再由PPLN晶体输出绿光调Q脉冲。
进一步地，所述半导体激光器为带尾纤输出的半导体激光器。
进一步地，所述半导体激光器发射的连续光中心波长为808nm，最大输出功率为20W。
进一步地，所述PPLN晶体朝向黑磷可饱和吸收镜的一面镀有1064nm增透膜。
进一步地，所述PPLN晶体朝向黑磷可饱和吸收镜的一面镀有532nm高反膜。
进一步地，所述PPLN晶体出射光的一面镀有532nm高透膜。
进一步地，所述PPLN晶体输出532nm的绿光调Q脉冲。
进一步地，所述钒酸钇晶体尺寸为3*3*5mm3。
进一步地，所述PPLN晶体尺寸为2.2*0.5*1.3mm3。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：
1.相较于同属二维材料的石墨烯以及过渡金属硫化物相比，黑磷拥有的能带隙以及独特的非线性饱和特性，在光纤激光器领域应用更为广泛。
2.通过改变黑磷材料的层数及缺陷，可得到不同的能量带隙以满足不同范围光谱的响应，进而实现黑磷可饱和吸收体在不同激光波段的运转。
3.相较于石墨烯以及过渡金属硫化物而言，黑磷具有可饱和吸收光谱范围宽、载流子迁移率高、插入损耗小等优点。
附图说明
图1是本实用新型的一种基于二维半导体材料黑磷调Q脉冲绿光激光器的示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。
目前，新型二维半导体材料黑磷愈加广泛的关注，研究表明，相比于石墨烯和二维过渡金属硫化物，黑磷具有独特的非线性饱和吸收特性。通过黑磷锁膜能够获得高能量脉冲激光,实现纳秒级甚至飞秒级的脉冲激光输出。而且，通过对黑磷材料层数及缺陷的控制，能够获得不同的能量带隙以满足不同的光谱响应范围，进而实现在不同的激光波段黑磷能够正常运转。
如图所示，本实用新型的一种基于二维半导体材料黑磷调Q脉冲绿光激光器，其特征在于：包含沿激光传输方向依次设置的半导体激光器、耦合透镜、钒酸钇晶体、黑磷可饱和吸收镜和PPLN晶体，半导体激光器产生连续光经过钒酸钇晶体后，利用黑磷的可饱和吸收特性再由PPLN晶体输出绿光调Q脉冲。
半导体激光器为带尾纤输出的半导体激光器。半导体激光器发射的连续光中心波长为808nm，最大输出功率为20W。PPLN晶体朝向黑磷可饱和吸收镜的一面镀有1064nm增透膜。PPLN晶体朝向黑磷可饱和吸收镜的一面镀有532nm高反膜。PPLN晶体出射光的一面镀有532nm高透膜。PPLN晶体输出532nm的绿光调Q脉冲。钒酸钇晶体尺寸为3*3*5mm3。PPLN晶体尺寸为2.2*0.5*1.3mm3。
本实用新型光学参量振荡器的工作原理是：通过带尾纤输出的半导体激光器产生808nm连续光经过钒酸钇晶体后，利用黑磷的可饱和吸收特性再由PPLN晶体输出532nm的绿光调Q脉冲。
黑磷可饱和吸收体的工作原理是：可饱和吸收体对腔内激光的吸收会随光场强度而变化，当光强较弱时对光吸收强，腔内损耗增大，因此光透过率很低。随着光强的增大，黑磷对光的吸收减弱，腔内损耗减小，当光强超过特定值时吸收饱和，光透过率可达100%，使得光强在获得最大激光脉冲的同时受到最小的损耗，输出强脉冲激光。
本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型所作的举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。