研究目的
制备MoWS2-rGO/PVA薄膜并证明其作为O波段脉冲与幅度调制光学调制器的应用,具有向C波段和L波段拓展的潜力。
研究成果
MoWS2-rGO/PVA薄膜成功实现了光学调制功能,在O波段通过泵浦功率425.4 mW至567.2 mW的Q开关操作达成脉冲调制,并在O波段(0.17 dB/mW)、C波段(0.30 dB/mW)和L波段(0.15 dB/mW)分别获得相应效率的振幅调制。该研究展示了全光纤系统在光通信和生物光学等应用中的潜力,建议通过材料组分工程化设计进一步提升性能。
研究不足
Q开关的上泵浦功率极限受限于1020纳米激光二极管。波分复用器中的泵浦功率泄漏会影响振幅调制测量,并限制进一步增加功率以避免损坏设备。二维纳米材料的层数一致性在实验室外难以复现,但合金方法缓解了这一问题。未来的改进可能包括优化成分比例以提高调制效率。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用水热剥离与滴涂技术制备MoWS2-rGO/PVA薄膜,并将其集成至氟化镨光纤激光腔实现脉冲调制,以及全光纤装置实现幅度调制。理论模型包含可饱和吸收与热光学效应。
2:样本选择与数据来源:
MoWS2-rGO纳米片源自前期制备(参考文献[44]),PVA作为基质材料。数据通过光学与频域测量采集。
3:实验设备与材料清单:
设备包括JASCO-V-670紫外-可见分光光度计、雷尼绍inVia拉曼光谱仪、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、1020nm激光二极管、波分复用器(WDM)、偏振无关隔离器(ISO)、95/5耦合器、横河AQ6370B光谱分析仪(OSA)、横河DLM2054示波器(OSC)、安立MS2683A射频谱分析仪(RFSA)、Thorlabs光功率计(OPM)、Santec-TLS-550可调谐激光源(TLS),以及Fiberlabs公司掺镨氟化物光纤(PFF)。材料包含H2C2O4、HONH3Cl、CN2H4S、Na2MoO4·2H2O、Na2WO4·2H2O、N-甲基-2-吡咯烷酮、石墨粉、H2SO4、KMnO4、H2O2、HCl、水-乙醇混合液及PVA。
4:HONH3Cl、CN2H4S、Na2MoO4·2H2O、Na2WO4·2H2O、N-甲基-2-吡咯烷酮、石墨粉、H2SOKMnOH2OHCl、水-乙醇混合液及PVA。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:脉冲调制实验中,以1020nm激光二极管泵浦PFF增益介质构建激光腔,插入MoWS2-rGO/PVA薄膜调制器诱发Q开关效应,输出信号通过OSA、OSC和RFSA分析;幅度调制实验采用类似配置,由TLS提供测试信号,通过光谱衰减观测调制效果。
5:数据分析方法:
利用光谱分析获取波长与功率参数,示波器解析时域脉冲特性,射频谱分析评估稳定性。调制效率通过衰减量与泵浦功率线性区计算得出。
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