調Q雷射器吸收材料——納米二硫化鎢

調Q雷射器技術是將一般輸出的連續鐳射能量壓縮到寬度極窄的脈衝中發射，從而使光 源的峰值功率可提高幾個數量級的一種技術。由於調Q雷射器能獲得高峰值功率，窄脈寬而被廣泛應用於工業加工，科研領域，例如超微半導體的製造，太赫茲波設備等。

目前，調Q雷射器已擁有眾多波長，包括266、355、523.5、526.5、532、656.5、660、1047、1053、1064、1313、1319nm，鐳射頭是調Q雷射器的重要元件之一。研究發現，二維材料單層納米二硫化鎢也可用於雷射器吸收體的製造。

單層的二硫化鎢因擁有“三明 治夾心”的特殊結構使得帶隙可從間接變成直接，其直接帶隙約為2.1eV。通過二硫化鎢調Q 鎖膜可獲得高能量脈衝鐳射，實現納秒級甚至飛秒級的脈衝鐳射輸出。而且，通過對製備工藝的優化可以控制二硫化鎢材料層數及缺陷，能獲得不同能量帶隙進而實現不同的鐳射波 段可飽和吸收體的正常運轉。

有學者以單層納米二硫化鎢為吸收材料，研發出一種新型的調Q脈衝雷射器，其特徵包括：依次排布的半導體雷射器、耦合透鏡、平面鏡、Yb:GAB晶體、二硫化鎢可飽和吸收體和凹透鏡。

半導體雷射器帶尾纖輸出，半導體雷射器產生的連續光經過耦合透鏡聚焦，聚焦後的連續光依次經過平面鏡和Yb:GAB晶體，然後通過二硫化鎢可飽和吸收體，最後由凹透鏡輸出調Q脈衝鐳射。

相較於石墨烯和其它過渡金屬硫化物，二硫化鎢擁有2.1ev的直接能帶隙，且非線性飽和特性獨特。因此，採用二硫化鎢可飽和吸收體作為調Q器件，可通過改變基底表面二硫化鎢材料的層數及缺陷，得到不同的能量帶隙進而實現二硫化鎢可飽和吸收材料在不同鐳射波段的運轉，成本低廉，更易於實現脈衝輸出。

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