可饱和吸收体及其制备方法和环形腔光纤激光器与流程

本发明涉及可饱和吸收体，尤其涉及一种基于氧化锡纳米粒子的可饱和吸收体及其制备方法和环形腔光纤激光器。

背景技术：

1、超短脉冲光纤激光器具有激光阈值低、输出光束质量好、转换效率高、外形紧凑、系统集成方便等显著优点，被广泛运用于医疗，国防，科研，材料加工等领域。锁模和调q是实现脉冲激光的两种技术。与锁模技术相比，调q技术可以获得更高的输出功率和脉冲能量，实现高能脉冲激光。q开关可以是主动的或被动的。主动调q通常依赖调制器件，而被动调q利用可饱和吸收体实现脉冲激光。近年来，许多学者对可饱和吸收体进行了多次探索。例如，碳基材料、过渡金属二卤族化合物、过渡金属碳氮化物、拓扑绝缘结构、金属有机框架。

2、碳基材料在水溶液中的分散性较差，过渡金属二卤族化合物的制备方法略为复杂且光损伤阈值较低，拓扑绝缘结构的调制深度较低且受宽带光响应的限制，过渡金属碳氮化物和金属有机框架由于结构复杂限制其广泛应用。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本发明提出一种基于氧化锡纳米粒子的可饱和吸收体及其制备方法和环形腔光纤激光器，为超短脉冲光纤激光器的发展提供一个新方案。

2、第一方面，本发明提出的可饱和吸收体，是一种基于氧化锡纳米粒子与成膜剂混合制成的可饱和吸收体。

3、上述的可饱和吸收体的制备方法，包括如下步骤：

4、s1：利用溶剂热法制备氧化锡纳米粒子；

5、s2：将氧化锡纳米粒子与成膜剂混合制成薄膜，制得可饱和吸收体。

6、优选地，步骤s1具体包括如下步骤：

7、s11：五水氯化锡粉末、乙二胺和油酸分别放入反应釜中利用磁力混合器在室温下充分混合；

8、s12：将混合物放入烘箱中以180℃加热10小时，在自然冷却后进行离心分离；

9、s13：用无水乙醇洗净油酸，以及用去离子水去除杂质，干燥后得到氢氧化锡干凝胶；

10、s14：将氢氧化锡干凝胶放入马弗炉中，在600℃下加热五分钟，自然冷却后进行研磨制得氧化锡纳米粒子。

11、第二方面，本发明提供的可饱和吸收体，是一种基于氧化锡纳米粒子沉积在拉锥光纤或d型光纤或包层腐蚀光纤表面的可饱和吸收体。

12、上述的可饱和吸收体的制备方法，包括如下步骤：

13、s1：利用溶剂热法制备氧化锡纳米粒子；

14、s2：将氧化锡纳米粒子沉积在拉锥光纤或d型光纤或包层腐蚀光纤表面，制得可饱和吸收体。

15、优选地，步骤s1具体包括如下步骤：

16、s11：五水氯化锡粉末、乙二胺和油酸分别放入反应釜中利用磁力混合器在室温下充分混合；

17、s12：将混合物放入烘箱中以180℃加热10小时，在自然冷却后进行离心分离；

18、s13：用无水乙醇洗净油酸，以及用去离子水去除杂质，干燥后得到氢氧化锡干凝胶；

19、s14：将氢氧化锡干凝胶放入马弗炉中，在600℃下加热，进行研磨制得氧化锡纳米粒子。

20、第三方面，本发明提出的可饱和吸收体，是一种基于氧化锡纳米粒子填充在光子晶体光纤空气孔包层中的可饱和吸收体。

21、上述的可饱和吸收体的制备方法，包括如下步骤：

22、s1：利用溶剂热法制备氧化锡纳米粒子；

23、s2：将氧化锡纳米粒子与去离子水混合，并将混合溶液填充在光子晶体光纤空气孔包层中干燥，制得可饱和吸收体。

24、优选地，步骤s1具体包括如下步骤：

25、s11：五水氯化锡粉末、乙二胺和油酸分别放入反应釜中利用磁力混合器在室温下充分混合；

26、s12：将混合物放入烘箱中以180℃加热10小时，在自然冷却后进行离心分离；

27、s13：用无水乙醇洗净油酸，以及用去离子水去除杂质，干燥后得到氢氧化锡干凝胶；

28、s14：将氢氧化锡干凝胶放入马弗炉中，在600℃下加热，进行研磨制得氧化锡纳米粒子。

29、第四方面，本发明还提出一种环形腔光纤激光器，包括泵浦源和环形激光谐振腔，环形激光谐振腔包括波分复用器、掺铒光纤、偏振光隔离器、偏振控制器和光分路器，还包括上述的可饱和吸收体，泵浦源的输出端与波分复用器的泵浦端连接，波分复用器的输出端与掺铒光纤的一端连接，掺铒光纤的另一端与偏振光隔离器的输入端连接，偏振光隔离器的输出端与可饱和吸收体的一端连接，可饱和吸收体的另一端与偏振控制器的一端连接，偏振控制器的另一端与光分路器连接。

30、与现有技术相比，本发明能够取得如下技术效果：

31、1、氧化锡纳米粒子具有高的电子迁移率和良好的化学和热稳定性。

32、2、氧化锡纳米粒子具有宽带隙、高激子缚束能、低电阻率和高透光性，以及优良的电学、光学、催化和传感性能。

33、3、利用氧化锡纳米粒子与成膜剂混合制成的薄膜具有明显的可饱和吸收效应，其制备简单，具有良好的稳定性。

34、4、利用氧化锡纳米粒子沉积在拉锥光纤或d型光纤或包层腐蚀光纤表面制成的可饱和吸收体，通过光纤表面的倏逝场效应，提高了光和材料的作用强度，使可饱和吸收体损伤阈值大大提高。

35、5、利用氧化锡纳米粒子填充在光子晶体光纤空气孔包层中的可饱和吸收体，具有超弱相互作用，避免因相互作用过强而产生高次谐波，从而实现高功率输出。

36、6、将制备的可饱和吸收体嵌入搭建的光纤激光器中，产生的脉冲激光具有较好的稳定性，且重复性好。

技术特征：

1.一种可饱和吸收体，其特征在于，是一种基于氧化锡纳米粒子与成膜剂混合制成的可饱和吸收体。

2.一种如权利要求1所述的可饱和吸收体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

3.如权利要求2所述的可饱和吸收体的制备方法，其特征在于，步骤s1具体包括如下步骤：

4.一种可饱和吸收体，其特征在于，是一种基于氧化锡纳米粒子沉积在拉锥光纤或d型光纤或包层腐蚀光纤表面的可饱和吸收体。

5.一种如权利要求4所述的可饱和吸收体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

6.如权利要求5所述的可饱和吸收体的制备方法，其特征在于，步骤s1具体包括如下步骤：

7.一种可饱和吸收体，其特征在于，是一种基于氧化锡纳米粒子填充在光子晶体光纤空气孔包层中的可饱和吸收体。

8.一种如权利要求7所述的可饱和吸收体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

9.如权利要求8所述的可饱和吸收体的制备方法，其特征在于，步骤s1具体包括如下步骤：

10.一种环形腔光纤激光器，包括泵浦源和环形激光谐振腔，所述环形激光谐振腔包括波分复用器、掺铒光纤、偏振光隔离器、偏振控制器和光分路器，其特征在于，还包括如权利要求1或4或7所述的可饱和吸收体，所述泵浦源的输出端与所述波分复用器的泵浦端连接，所述波分复用器的输出端与所述掺铒光纤的一端连接，所述掺铒光纤的另一端与所述偏振光隔离器的输入端连接，所述偏振光隔离器的输出端与所述可饱和吸收体的一端连接，所述可饱和吸收体的另一端与所述偏振控制器的一端连接，所述偏振控制器的另一端与所述光分路器连接。

技术总结
本发明涉及可饱和吸收体技术领域，尤其涉及一种基于氧化锡纳米粒子的可饱和吸收体及其制备方法和环形腔光纤激光器，环形腔光纤激光器由泵浦源和环形激光谐振腔组成，环形激光谐振腔由波分复用器、掺铒光纤、偏振光隔离器、可饱和吸收体、偏振控制器和光分路器依次连接构成，泵浦源与波分复用器的输入端连接，可饱和吸收体是一种基于氧化锡纳米粒子与成膜剂混合制成的可饱和吸收体，或是一种基于氧化锡纳米粒子沉积在拉锥光纤或D型光纤或包层腐蚀光纤表面的可饱和吸收体，或是一种基于氧化锡纳米粒子填充在光子晶体光纤空气孔包层中的可饱和吸收体。本发明能够为超短脉冲光纤激光器的发展提供一个新方案。

技术研发人员：李霁,王娜,王越,陈潇,李周,张涛,张维达
受保护的技术使用者：中国人民解放军92941部队
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19