[发明专利]基于WS2/石墨烯异质结的超短脉冲光纤激光器

摘要

本发明提供了一种WS₂/石墨烯异质结薄膜的制备方法，以及基于该异质结薄膜的被动锁模光纤激光器的搭建方法。该方法包括：首先，大面积均匀的WS₂薄膜由磁控溅射法制备，然后将石墨烯转移到|WS₂薄膜上，形成WS₂/石墨烯异质结，再通过强碱溶液刻蚀，得到独立的WS₂/石墨烯异质结薄膜，将其放置于光纤光路系统中可作为可饱和吸收体产生超短脉冲激光。本发明创新地采用WS₂/石墨烯异质结薄膜，同时克服了WS₂被动锁模脉宽不够窄以及石墨烯调制深度小的缺点，从而可以得到调制深度大的超短脉冲光纤激光器。

主权项

一种WS₂/石墨烯异质结薄膜可饱和吸收体的制备，其特征在于，包括如下步骤：(1)WS₂薄膜制备：通过磁控溅射法在石英衬底上制备WS₂薄膜，采用WS₂多晶块体作为靶材，射频功率为60W，氩气气压为50Pa，石英衬底加热到200℃，持续沉积1～20min；(2)WS₂薄膜加热：将磁控溅射法制得的所述WS₂薄膜置于管式炉中做热处理，通氩气作为保护气，其流速为100sccm；并在所述WS₂薄膜上游低温区放置高纯硫粉，设置温度为200℃，炉膛中心温度设置为550～850℃，保持1～10小时后自然降温至室温；(3)石墨烯的覆盖：将生长在铜衬底上的石墨烯裁剪成适合的大小及形状，用1000～3000rpm的转速在其表面涂覆一层5％的PMMA/苯甲醚溶液，涂覆时间为10～60s，80℃烘干，然后将其浸泡在过硫酸铵的过饱和溶液中，刻蚀掉铜衬底，使所述石墨烯形成石墨烯薄膜漂浮在溶液表面，然后用高纯度去离子水冲洗所述石墨烯薄膜3～10遍，再将所述石墨烯薄膜转移至WS₂薄膜的表面以得到WS₂/石墨烯异质结薄膜；(4)WS₂/石墨烯异质结薄膜的剥离：采用质量分数为5％的PMMA/苯甲醚溶液，旋涂在所述WS₂/石墨烯异质结薄膜表面，旋涂转速为1000～3000rpm,时间为10～60s，80℃烘干，然后将其浸泡在强碱溶液中，加热使薄膜脱离石英衬底，漂浮在强碱溶液表面；然后用去离子水漂洗三遍，裁剪成2×2mm的小片。