100mtorr)o關(guān)掉甲烷，生長(zhǎng)結(jié)束，降溫。隨后采用旋涂的方法在石墨烯可飽和吸收層上旋涂一層聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)保護(hù)層如圖5。
[0073]步驟3)將圖5的復(fù)合膜放入0.11-0.9 M的硫酸銨溶液中或者1_5M的氯化鐵溶液中對(duì)銅或者鎳進(jìn)行化學(xué)刻蝕。銅刻蝕掉以后在160-200攝氏度加熱11-30分鐘以便除掉其中的水分。因?yàn)橹皩?duì)高反射層進(jìn)行過氮等離子處理，高反射層和飽和吸收層之間會(huì)粘合而不相互分離，金屬催化劑層被化學(xué)刻蝕完畢，經(jīng)過高溫除濕，高反射層和可飽和吸收層實(shí)現(xiàn)緊貼粘附在一起如圖6。
[0074]步驟4)再采用丙酮等化學(xué)試劑浸泡，去除聚甲基丙烯酸甲酯保護(hù)層，再在250-400攝氏度以上惰性氣體如氬氣的保護(hù)氣氛中加熱30分鐘以上以便徹底去除PMMA的殘留物，讓飽和吸收層暴露在外如圖7。
[0075]步驟5)在所述的飽和吸收層上鍍、轉(zhuǎn)移或者生長(zhǎng)一層功能層，形成飽和吸收體器件如圖8
[0076]所述步驟I和2中使用電子束蒸發(fā)沉積、離子束輔助沉積、反應(yīng)離子濺射沉積、雙離子束濺射沉積、分子束外延生長(zhǎng)法、磁控濺射法、溶膠-凝膠法、熱蒸發(fā)法、Sol-Gel法等在所述基底層上蒸鍍高反射層或者功能層、金屬催化劑層或可飽和吸收層。
[0077]步驟2中用PECVD生長(zhǎng)石墨烯的過程中，優(yōu)選的條件是將爐溫升高到或660-670或671-680或681-690或700-710°C，并在此溫度下利用氫氣等離子體(功率為100-200 W之間點(diǎn)值)對(duì)其處理15-20分鐘，此時(shí)爐內(nèi)壓力為30-40mtorr之間點(diǎn)值。然后調(diào)節(jié)氫氣和甲烷的流量分別為100-130 sccm和11-30 sccm生長(zhǎng)6-30分鐘(等離子體功率為160-250W之間點(diǎn)值，氣壓為55-85mtorr之間點(diǎn)值)。關(guān)掉甲烷，生長(zhǎng)結(jié)束，降溫。
[0078]在用不同折射率的材料制作類似布拉格反射鏡的高反層時(shí)，可以用兩種或者多種材料，可以包括金屬材料和介質(zhì)材料，也可以高、中、低三種不同折射率的介質(zhì)材料，也可以是兩種介質(zhì)材料和一種金屬材料，甚至可以是兩個(gè)高反膜構(gòu)成組合膜。構(gòu)成高反層或者功能層的每一個(gè)子層的材料厚度不一定嚴(yán)格等于四分之一工作波長(zhǎng)或者二分之一工作波長(zhǎng)，可根據(jù)性能調(diào)節(jié)需要適當(dāng)調(diào)增或者調(diào)減厚度。
[0079]圖9是一種典型的可飽和吸收器件，在飽和吸收層上設(shè)置功能層，例如功能層由介質(zhì)構(gòu)成，可以保護(hù)吸收層，降低吸收損耗，提高器件損傷閾值，或是減反層，或是次高反射組合膜。在圖9的基底層或者高反射層之上增加功能層形成兩種不同的結(jié)構(gòu)，也屬于本實(shí)用新型的實(shí)施例，因篇幅原因，不做窮舉。
[0080]圖10是一種高性能高閾值可飽和吸收器件，在基底和反射層上增加功能層，可以改善基地和反射層的能量分布和電場(chǎng)分布，提高器件損傷閾值，增加各層之間的機(jī)械強(qiáng)度和粘合力。
[0081]圖11是一種共振可飽和吸收鏡，相比圖9，圖11的器件是在飽和吸收層上布置一組相對(duì)低的組合反射膜，相對(duì)低反射率的組合膜可以與高反膜材料相同(也可以不同)而層數(shù)不同，這樣的可飽和吸收器件具有更高的飽和吸收，更窄的帶寬，更低的飽和吸收能量
Fth也/又。
[0082]圖12是一種可飽和耦合輸出鏡，相比圖9，圖12器件高反層反射率相對(duì)低一些，在基底上增加一個(gè)減反層，這樣可以讓部分光反射回去，也可以讓部分光從基底上透過輸出。
[0083]圖13是將圖9或圖10上方依次布置高反膜、摻釹釩酸釔、減反膜構(gòu)成的器件可以用于微片激光器調(diào)Q或者鎖模及光信號(hào)處理。
[0084]圖14是將圖9、圖10、圖11、圖12、圖13的任一可飽和吸收器件與光纖粘合在一起，緊貼可飽和吸收層的功能層與光纖端面固定在一起，形成光纖耦合的可飽和吸收器件
[0085]圖15是將圖9、圖10、圖11、圖12、圖13的任一可飽和吸收器件與銅基固定在一定，基底或基地下的功能層緊貼銅基端面，形成空間耦合的可飽和吸收器件，因篇幅原因，只畫一種實(shí)例圖。
[0086]圖16是將圖9、圖10、圖11、圖12、圖13中的任一可飽和吸收器件置于中心鉆孔的銅基固定在一起，基底或基地下的功能層緊貼銅基端面，因篇幅原因，只畫一種實(shí)例圖。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于二維層狀材料的實(shí)用化可飽和吸收器件，其特征在于:包括基底(1)，高反層(2)，可飽和吸收層(3)，功能層(4);所述的功能層(4)的一端面與可飽和吸收層(3)相連，可飽和吸收層(3)的一端面與高反層(2)相連，高反層(2)的一端面與基底(I)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于二維層狀材料的實(shí)用化可飽和吸收器件，其特征在于:所述的高反層(2)與可飽和吸收層(3)之間設(shè)有功能層二(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于二維層狀材料的實(shí)用化可飽和吸收器件，其特征在于:所述的高反層(2)與基底(I)之間設(shè)有功能層三(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于二維層狀材料的實(shí)用化可飽和吸收器件，其特征在于:所述的高反層(2)與可飽和吸收層(3)之間設(shè)有功能層二(5);高反層(2)另一端面與與基底(I)之間設(shè)有功能層三(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的基于二維層狀材料的實(shí)用化可飽和吸收器件，其特征在于:基底(I)的另一端面設(shè)有減反層(7)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的基于二維層狀材料的實(shí)用化可飽和吸收器件，其特征在于:所述的基底(I)的一端面布置高反層(2 )，高反層(2 )相對(duì)于基底(I)的另一端面設(shè)置可飽和吸收層(3)，可飽和吸收層(3)相對(duì)于高反層(2)的另一端面設(shè)置功能層(4)，功能層(4)相對(duì)于可飽和吸收層(3)的另一端面設(shè)置高反層二(8)，高反層二(8)相對(duì)于功能層(4)的另一端面設(shè)有摻釹釩酸釔層(9)，摻釹釩酸釔層(9)相對(duì)于高反層二(8)的另一端面設(shè)有減反層二(10)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的基于二維層狀材料的實(shí)用化可飽和吸收器件，其特征在于:所述的高反層(2)由金屬材料或半導(dǎo)體材料或介質(zhì)材料中的兩種或兩種以上材料組合而制成；所述的金屬材料采用:金或銀或銅或鋁或鎳或鍺或鉻；所述的半導(dǎo)體材料采用AlGaAs或InGaAs或砷化鎵或砷化鋁等砷化物或硅；所述的介質(zhì)材料采用氧化物或氟化物或硫化物或氮化物或砸化物；所述的飽和吸收層(3)由石墨烯、石墨烯衍生物、BN,MoS2、WS2、WSe2，Bi2Se3, Bi2Te3SJc Sb 2Te3的單層、雙層或多層薄膜構(gòu)成，又或者由石墨稀、石墨烯衍生物、BN，MoS2、WS2、WSe2，Bi2Se3, Bi2Te^ Sb 2Te3中兩種或兩種以上疊層異質(zhì)結(jié)構(gòu)薄膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的基于二維層狀材料的實(shí)用化可飽和吸收器件，其特征在于:功能層由一種或二種或者多種材料組合構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于二維層狀材料的實(shí)用化可飽和吸收器件，其特征在于:所述的飽和吸收器件的基底(I)或減反層(7)放置在銅基或者中心開孔的銅基上；所述的飽和吸收器件的功能層(4)或減反層二(10)與光纖尾纖端面相連；所述的基底(I)由玻璃或硅或二氧化硅或碳化硅或石英或藍(lán)寶石或砷化鎵或砷化鋁或氟化物或砸化物或氧化物介質(zhì)材料制成。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于二維層狀材料的實(shí)用化可飽和吸收器件及其制備方法，屬于激光器的可飽和吸收體領(lǐng)域?；诙S層狀材料的實(shí)用化可飽和吸收器件包括基底，高反層，可飽和吸收層，功能層；所述的功能層的一端面與可飽和吸收層相連，可飽和吸收層的一端面與高反層相連，高反層的一端面與基底相連。本實(shí)用新型提供的基于二維層狀材料的實(shí)用化可飽和吸收器件及其制備方法，實(shí)現(xiàn)激光器的調(diào)Q和鎖模、光信號(hào)處理等應(yīng)用。本實(shí)用新型提出復(fù)合材料構(gòu)建的高反層，減低了吸收損耗，提高了反射率，可在不同波長(zhǎng)找到最優(yōu)材料組合。
【IPC分類】G02F1-355, H01S3-16, H01S3-081, H01S3-067
【公開號(hào)】CN204290028
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420470580
【發(fā)明人】鮑小志
【申請(qǐng)人】鮑小志
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年8月20日