超快激光在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中具有重要的意義，飽和吸收體作為超快激光系統(tǒng)的關(guān)鍵元件之一，對(duì)激光的性能至關(guān)重要。常用的可飽和吸收體，如SESAM等，制備工藝較為復(fù)雜，制作成本較高。熔融石英（SiO2）玻璃作為應(yīng)用廣泛的光學(xué)材料之一，成本低，但是其非線性光學(xué)系數(shù)小，無(wú)法作為飽和吸收體使用。
近日，學(xué)院陳峰教授團(tuán)隊(duì)與南開(kāi)大學(xué)、武漢大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所、天津電源研究所、日本國(guó)立材料研究所等單位合作，提出了一種新思路，即通過(guò)離子注入在熔融石英玻璃中合成準(zhǔn)二維銀納米顆粒陣列，再通過(guò)操控納米顆粒的間距，增強(qiáng)顆粒間相互作用，實(shí)現(xiàn)局域表面等離激元共振吸收峰的紅移，繼而增強(qiáng)熔融石英玻璃在近紅外波段的非線性光學(xué)響應(yīng)，使其能夠作為可飽和吸收體應(yīng)用于超快激光系統(tǒng)中；同時(shí)提出一種新的納米顆粒陣列模型，分析非孤立納米顆粒陣列中的相互作用機(jī)制，得到的模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合；結(jié)合雙溫模型理論，解釋了熱動(dòng)力學(xué)過(guò)程引起的非線性光學(xué)響應(yīng)的不規(guī)則變化現(xiàn)象；在基于Nd:YVO4晶體波導(dǎo)的超快激光系統(tǒng)中，獲得了重頻為6.5GHz、脈寬為27ps的1微米波長(zhǎng)調(diào)Q鎖模激光輸出，這為研發(fā)低成本的熔融石英基光子學(xué)器件提供了新的可能。該項(xiàng)工作以“Fused silica with embedded 2D-like Ag nanoparticle monolayer: Tunable saturable absorbers by interparticle spacing manipulation”為題，發(fā)表于光學(xué)領(lǐng)域主流期刊Laser & Photonics Reviews（影響因子9.056）(doi:10.1002/lpor.201900302)，并被選為內(nèi)封面（Inside Front Cover）。論文作者為物理學(xué)院2017級(jí)博士生李讓?zhuān)ㄓ嵶髡邽殛惙褰淌?，山東大學(xué)為作者單位和通訊作者單位
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